【Redis】01底层数据结构-SDS

SDS

全称

simple dynamic string，简单动态字符串

应用场景

SDS的定义

//sds.h
typedef char *sds;  

//
struct sdshdr {
    //记录buf数组中已经使用的字节数量
    //等于记录sds中保存的字符串长度
    int len;   
    //记录buf数组中未使用的字节数量
    int free;    
    //字节数组；用来保存字符串
    char buf[]; 
};

SDS结构图

说明：

• len为5，表示这个sds长度为5字节。
• free为2，表示这个sds还有2个字节未使用的空间。
• buf是一个char[]的数组，分配了（len+1+free）个字节的长度，前len个字节保存着’R’、’e’、’d’、’i’、’s’这5个字符，接下来的1个字节保存着’\0’，剩下的free个字节未使用。

SDS的优点

• 减少因修改字符串带来的内存重新分配的次数：
  • 空间分配：修改字符串时会对新的长度进行判断，如果小于1MB（SDS_MAX_PREALLOC）直接将长度*2；如果大于等于1MB则会在新的长度上+1MB（SDS_MAX_PREALLOC）
  • 惰性释放：字符缩短时空出来的内存不会立即回收，记录到free字段中留到后面使用
• 二进制安全：
  因为传统C字符串符合ASCII编码，这种编码的操作的特点就是：遇零则止 。即，当读一个字符串时，只要遇到’\0’结尾，就认为到达末尾，就忽略’\0’结尾以后的所有字符。因此，如果传统字符串保存图片，视频等二进制文件，操作文件时就被截断了。而SDS表头的buf被定义为字节数组，因为判断是否到达字符串结尾的依据则是表头的len成员，这意味着它可以存放任何二进制的数据和文本数据，包括’\0’
• 获得字符串长度的操作复杂度为O(1)
• 杜绝缓冲区溢出: 因为SDS表头的free成员记录着buf字符数组中未使用空间的字节数，所以，在进行APPEND命令向字符串后追加字符串时，如果不够用会先进行内存扩展，在进行追加。
• 兼容C部分函数