Redis底层数据结构之SDS（simple dynamic string）

最近在找工作，一直问底层实现，接下来记录一下redis的底层实现。今天说下 简单动态字符串，也就是SDS。

SDS是redis的核心数据。虽然简单，但特别重要。包含字符串的键值对的数据类型都是由SDS实现的，而不是简单的一个C语言字符串，下面看一下这个SDS是什么样子的。

  1.SDS数据结构

struct sdshdr{

 //字符串长度
   int len;
 //buf数组中未使用的字节数量
   int free;
//字节数组，用于保存字符串
   char buf[];

}

如上，其实只有len,free,buf。   

2.而为什么不用C字符串，而用SDS 

   下面说几个原因

     ①可以直接获取字符串的长度。SDS用len直接表示了，而C语言字符串需要遍历计数，时间复杂度是 O（1）与O（N）的区别。

   ②可以减少动态申请内存次数。因为有free的存在，可以在这里进行内存的增删。

   ③二进制安全，由于C字符串结尾是空字符串，所以如果有图片之类的压缩字符文件，在C语言中看到空字符串就认为结束了，这样不能标志二进制数据。而SDS是用len来表示字符串结束。

 3.SDS具体使用简单介绍

  ①例如

   redis> SET msg "hello world"

在这条简单的命令中，  msg是一个msg对象，hello world也是一个SDS对象。这对象就如上面所定义的结构体那样。

②例如

redis> RPUSH fruits " apple"   "banana" "cherry"

 在这条命令中，fruits 是一个SDS对象

apple ,banana,cherry 也分别代表一个SDS对象

③其他方面应用简介

AOF缓冲区，客户端状态输入缓冲区都是由SDS实现的

4.C字符串与SDS区别

①获取字符串长度复杂度为O(N)；获取字符串长度复杂度为O(1)

②API是不安全的，可能造成缓冲区溢出；API是安全的，不会造成缓冲区溢出

③修改字符串长度必然需要执行N此内存重分配；修改字符串长度N次最多需要执行N次内存重分配。

④只能保存文本数据；可以保存文本或二进制数据

⑤可以使用<string.h>库所有函数；可以使用部分<string.h>库中的函数

参考书籍：《Redis设计与实现》黄建宏 著

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