redis的简单动态字符串

概念

redis在c的基础上编写，但是redis的许多数据结构是不同于c的数据结构。
redis的字符串表示是利用自己构建的SDS(简单动态字符串)作为默认字符串表示的。
而c默认的字符串表示，被redis用来作为字面量的表示方法，字面量，就是字符串是固定的，不会改变的。

SDS的用处：

• 保存动态字符串值
• 缓冲区：AOF缓冲区、客户端状态的输入缓冲区

sds定义：

struct sdshdr {
	int len; // 已使用的buf[]长度
	int free; // 未使用的buf[]长度
	char buf[]; // 保存char字节, buf[]数组默认结尾为‘\0’，且不被记入len。
}

SDS与c字符串的区别有：

• 获取字符串长度复杂度：
  • c需要遍历字节数组以获得字符串长度，sds只需要获取len值即可。
• 杜绝缓冲区溢出：
  
  如上图所示：在内存中，紧挨着两个c字符串，当执行strcat(s1,'Cluster')时，默认s1的长度足够，那么‘Cluster’就会覆盖后面s2的内容，即“内存溢出”。
  Sds的api进行修改时，会首先检查sds的内存空间是否足够，如果不够会触发自动扩容。

sds空间策略：

空间预分配

概念：当sds的api对sds进行扩容操作时，不仅会分配所需的空间，还会为sds分配多余的空间
内容：

• 如果sds被修改后，len的长度小于1MB，那就会为sds多分配len长度的空间，此时len=free
  举例说明：修改'hello'为'hello，redis', 修改后长度为11字节，那么就会在修改后，继续为sds分配11字节的空间，此时len = free。sds实际长度为11+11+1=23字节。
• 如果sds被修改后，长度大于1MB，那么就会在修改后，继续为sds分配1MB的free空间。

惰性空间释放

概念：sds删除部分字符串后，不会讲空出来的空间立即删除。
内容：

• 如图，部分空间即使存储的内容被删除也不会被立即释放，会作为free空间保留在sds中，在之后的增长操作中使用。为避免空间浪费，有api真正释放free空间。

sds二进制安全

二进制安全

概念：sds不是以'\0'作为字符串结尾，所以不用担心某些以'\0'分隔的数据格式。
内容：

• ‘Redis Cluster’, 如果使用二进制保存，c的字符串函数只会识别Redis，而忽略后面的'Cluster', 这就导致c的字符串只能用来保存文本，而图片、视频等二进制数据无法保存。而sds的二进制安全，表示sds的buf[]能直接处理二进制数据，这也是buf[]是字节数组的原因。因为sds使用len属性而不是空字符串判断结尾。

兼容C部分函数

因为SDS字符串以'\0'结尾，所以可以兼容c的部分字符串函数。