了解下Redis的SDS结构

Posted 2020-11-27 梁老师

SDS （简单动态字符串）

sds是Redis里面的一种结构，通过它对字符串的操作进行了很多的优化操作。

SDS的结构定义

struct  stdhdr {
   int len  //记录buff数组中已使用字节的数量
   int free //记录buff数组中未使用字节的数量
   char buff[] //字节数组，用于保存字符串
}

SDS的示例，见下图

free值为0, 表示这个SDS没有分配任何未使用空间。
len值为4, 表示这个SDS保存一个四字节长的字符串。
buff值为一个char类型数组，分别保存’L‘，’i‘,‘a‘,‘n‘ 4个字符，最后一个字节保存；’‘

SDS与C字符串的区别

1. C语言使用长度N+1的字符数组来表示长度为N的字符串，并且最后一个字符串总是空字符串’‘.
   ,而且它并不记录自身的长度信息，如果要获取，必须全部遍历；但SDS不一样，他有len属性记录了长度，所以获取长度的复杂度很高。

2. C字符串容易缓冲区溢出，而SDS的空间分配策略则不会，当需要操作字符串时，会先检测空间大小，如果不满足，则需要对空间做扩展。

3. C在对字符串做修改时，因为没有记录长度信息，所以需要频繁对内存做分配，而SDS通过free属性来记录未使用的空间，实现空间预分配和惰性空间释放。

#### 1 空间预分配

空间预分配用于优化SDS的字符串增长操作，当对SDS字符做修改时，不仅会分配所需要的空间，还会为SDS分配额外的未使用空间。

分配未使用空间策略如下

1. 如果对SDS操作后，SDS的长度(len的值）小于1M,那么程序分配和len同样大小的未使用空间。
2. 如果对SDS操作后，SDS的长度(len的值）大于等于1M,那么程序会分配1M的未使用空间。

#### 惰性空间释放

惰性空间释放用于优于SDS的字符串缩短操作，当缩短SDS字符串时，程序不立即使用内存重分配回收多出来的字节，而是用free属性记录，下交要用时，查看 free的大小，避免重复分配了。

1. C字符串不能包含空字符，所以它只能保存文本数据，不能保存图片、音频、视频等二进制数据，而SDS都会处理二进制的方式来处理buff数组里面的数据，也不会对数据做任何限制、过滤等，存取数据一致。

2. 虽然SDS是二进制安全的，但字符串结尾和C一样，也是以空字符串作结尾。这样就能兼容一部分C字符串函数了。