简单动态字符串

Posted 2021-03-10 huan30

　　Redis没有直接使用C语言传统的字符串表示(以空字符结尾的字符数组，以下简称C字符串)，而是自己构建了一种名为简单动态字符串(simple dynamic string,SDS)的抽象类型，并将SDS用作Redis的默认字符串表示。

　　当Redis需要的不仅仅是一个字符串面量，而是一个可以被修改的字符串值时，Redis就会使用SDS来表示字符串值，比如在Redis的数据库里，包含字符串值得键值对在底层都是由SDS来实现得。

　　客户端执行命令

　　　　set msg "hello world"

　　那么Redis将在数据库中创建一个新得键值对，其中

　　　　键值对得键是一个字符串对象，对象得底层实现是一个保存着字符串“msg”的SDS

　　　　键值对的值也是一个字符串对象，对象的底层实现是一个保存着字符串“hello world”的SDS

　　又比如，客户端执行命令

　　　　rpush fruits “apple” “banana” “cherry”

　　那么Redis将在数据库中创建一个新的键值对，其中

　　　　　键值对的键是一个字符串对象，对象底层实现是一个保存了字符串“fruits”的SDS

　　　　　键值对的值是一个列表对象，列表对象包含了三个字符串对象，这三个字符串对象分别由三个SDS实现:第一个SDS保存着字符串“apple”，第二个SDS保存着字符串“banana”，第三个SDS保存着字符串“cherry”

　　除了用来保存数据库中的字符串值之外，SDS还被用作缓冲区：AOF模块zhong的AOF缓冲区，以及客户端状态中的输入缓冲区，都是由SDS实现的。

一、SDS的定义

结构如下图

　　

　　free 属性的值为0，表示这个SDS没有分配任何未使用空间

　　len 属性的值为5，表示这个SDS保存了一个五字节长的字符串

　　buf 属性是一个char类型的数组，最后一个字节保存了空字符“”

　　SDS遵循C字符串以空字符串结尾的惯例，保存空字符的1字节空间不计算在SDS的len属性里，并为空字符分配额外的1字节空间，以及添加空字符到字符串末尾等操作，都是由SDS函数自动完成的，所以这个空字符对于SDS的使用者来说是完全透明的。

遵循空字符结尾的这一惯例的好处是，SDS可以直接重用一部分C字符串函数库里的函数。

　　　　

　　图2.2展示了另一个SDS实例，这个SDSbuf数组分配了5个未使用空间，free属性为5

二、SDS与C字符串区别

　　传统C语言使用长度为N+1的字符数组来表示长度为N的字符串

　　

　　C语言使用的这种简单的字符串表示方式，并不能满足Redis对字符串在安全性、效率以及功能方面的要求。

　　1.常数复杂度获取字符串长度

　　2.杜绝缓冲区溢出

　　3.减少修改字符串时带来的内存重分配次数

　　4.二进制安全

　　5.兼容部分C字符串函数