Redis之简单动态字符串

SDS的介绍

Redis中字符串并没有使用C语言传统的字符串，而是构建了一种名为简单动态字符串（SDS），SDS是Redis的默认字符串标识。

Redis里面的C语言字符串用在一些无需对字符串值进行修改的地方，例如打印日志

redisLog（REDIS_WARNING,"redis is now ready to exit"）;

当Redis需要的是可以被修改的字符串值时，使用SDS来表示字符串值

redis> SET msg "hello word"
//msg作为key，SDS
//hello word 作为value ，SDS

SDS的定义

struct sdshdr{
int len;// 记录buf数组中已使用的字节的数量 == SDS中字符串长度
int free;//记录buf中未使用字节的数量
char buf[];//字节数组，用于保存字符串
}
//buf中保存着字符串值，以 \0结尾 ，但是 len中不包含\0
//例如保存字符串reids 则 len长度为5

SDS可以直接重用一部分C字符串函数库里面的函数，

//获取SDS的指针s
printf("%s",s->buf);

SDS与C字符串的区别

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，因此，SDS比C字符串更适用于Redis。

1.常数复杂的获取字符串的长度

（直接通过len来获取时间复杂度为O（1），然而C中要循环时间复杂度为（O（n）））

2.杜绝缓冲区溢出

char *strcat(char *dest,const char *src);
//dest的空间大小并不知道，src长度可能过大，造成dest原本空间地址相连接的外部覆盖
//，造成内容被意外修改，

SDS会先检查是否满足修改所需的要求，如果不满足，则空间扩展至所需大小，然后再执行修改操作。

SDS的空间扩展策略，减少修改字符串时带来的内存重分配次数

（SDS实现了空间预分配和惰性空间释放两种优化策略）

（1）空间预分配

-在对SDS修改是，不仅对SDS分配修改所必须要的空间，还会增加额外未使用空间

当长度（len）小于1MB时，len长度和free长度是相同的

（buf实际长度 = len + free + 1（\0） len == free）

当长度（len）大于等于1MB是，程序会分配1MB的未使用空间

（buf实际长度 = 30MB + 1MB + 1byte）

（2）惰性空间释放

当SDS缩短SDS保存的字符串时，程序不会立即重分配来回收缩短后多出来的字节，而是使用free属性将这些数量记录起来，并等待将来的使用。

3.二进制安全

C语言字符串除了末尾是空字符外，其他地方不能是空字符，否则出错。

将导致C字符串只能保存文本数据，不能保存成图片，视频，压缩文件等二进制数据。

SDS的buf属性成为字节数组的原因是:

Redis不是用这个数组来保存字符，而是用它来保存一系列二进制数据。

SDS使用len属性的值而不是空字符来判断字符串是否结束！

C字符串和SDS之间的区别

C字符串	SDS
获取字符串长度的复杂度为O（n）	获取字符串长度的复杂度O（1）
API是不安全的，可能造成缓冲区溢出	API是安全的
修改字符串长度N次，必然要执行N次内存重分配	修改字符长度N次，对多执行N次内存重分配
只能保存文本数据	可以保存文本或者二进制数据
可使用 <string.h> 库中的函数	可使用一部分 <string.h> 库中的函数