第二章 简单动态字符串

在redis中，默认字符串的表示类型是SDS（简单动态字符串），C语言传统的字符串表示只在很少的情况下用到。

2.1 SDS的定义

　　SDS结构：

　　char buf[]；用于保存字符串，会在字符串结尾自动添加一个空字符，遵循C字符串结尾的惯例，即用N+1字符串数组表示长度为N的字符串

　　unsigned int len；buf[]中已使用的长度，不包含自动添加的空字符（原生带有的的空字符需要计算在内），int类型占用内存4byte

　　unsigned int free；记录buf[]未使用的字节数量，不包含自动添加的空字符，初始化为0。int类型占用内存为4byte

　　

　　SDS占用的内存为：4byte + 4byte + n + 1。其中n为存储的字符串长度

2.2 SDS与C字符串的区别

　　2.2.1 获取字符串长度复杂度为O(1)

　　因为len属性，可以很快获取字符串长度不需要遍历。

　　2.2.2 杜绝缓冲区溢出

　　在SDS API对SDS修改时，API 会预先检查是否有足够空间，否则会分配足够的内存，再写入。而C语言中的操作都假设分配的内存是足够的，检查和内存不足的工作都交由上层调用者处理。

　　2.2.3 减少修改字符串时带来的内存重分配次数

　　C字符串的每次增长或缩短，都需要一次内存重分配：增长需要扩展可使用内存，否则出现缓冲区溢出；缩短需要释放内存，否则出现内存泄漏。内存重分配比较耗时，频繁的内存重分配操作不适用Redis的使用场景。在Redis中通过空间预分配和惰性空间释放两种策略优化。

　　　　1. 空间预分配

　　　　扩展时，额外分配 Min(扩展后总大小，1MB) 大小的内存用作缓冲。下次分配时，SDS API 会预先检查缓冲空间，如果够用则直接分配。相对于C字符串的N次扩展都需要N次重分配，SDS将其降低为最多N次重分配。

　　　　2. 惰性空间释放

　　　　缩短时，移除不需要的字节后，并不会立刻缩短分配内存，用free记录当前可使用大小，目的是下次扩展时，需要使用这部分内存。

　　2.2.4 二进制安全

　　C字符串中间不能带有空字符，否则会被认为是结尾标志。只能用来存储文本。而SDS不依赖这个判断条件，而是根据len属性判断，所以还可以用来二进制数据比如图片、音频视频等。

　　2.2.5 兼容部分C字符串函数　　　　

　　SDS API依然自动在末尾添加空字符，是为了兼容C字符串函数，避免不必要的代码重复。