Redis 数据结构之－简单动态字符串（SDS）

Redis采用一种名为简单动态字符串（simple dynamic string，SDS）的数据结构作为默认字符串的表示。

而且在Redis中，只有常量采用默认C语言字符串表示，若是一个字符串是可变的就会采用SDS。 那么，首先让咱们看下SDS数据结构（摘自Redis设计与实现一书)

struct sdshdr {
  // 记录buf数组中已使用字节的数量
  // 等于SDS所保存字符串的长度
  int len;
  // 记录buf数组中未使用字节的数量
  int free;
  // 字节数组，用于保存字符串
  char buf[];
  };

如上图，能够看到这个数据结构包含三部分：用于保存数据的字节数组,已使用子节的长度和未使用的字节的长度，经过这个设计相信有经验的工程师已经明白了设计者的思路或用意，正是经过未使用空间，SDS实现了空间预分配和惰性空间释放两种优化策略.

说说这两种优化策略的大概思想：

• 空间预分配

当一个SDS最初被建立的时候，free＝len，也就是建立的长度等于目标字符串长度；如上图，SDS起初长度为5（Redis），若是须要将这个字符串拼接上Cluster，SDS会预分配内存到(5+7)*2的长度，也就是总长度为拼接后的字符串长度乘以2，此时free＝len，这就是SDS预分配时，针对修改后的字符串长度小于1MB时采用的策略；假如修改后的长度大于1MB，SDS会预分配1MB的未使用空间

• 惰性空间释放

在SDS中，若是字符串在修改后长度变小，SDS并不会当即释放暂时不用的内存空间，而仅仅是修改len和free的值，等待未来使用，举个例子，假如第一次修改操做为缩短8个字节，此后一次修改操做为长度增长7字节，那么SDS就能够重复利用这8字节，经过惰性空间释放策略，SDS避免了缩短字符串时所需的内存重分配操做，并为未来可能有的增加操做提供了优化。 与此同时，SDS也提供了相应的API，让咱们能够在有须要时，真正地释放SDS的未使用空间，因此不用担忧惰性空间释放策略会形成内存浪费。

*** 二进制安全 ***

SDS采用字节数组保存原始数据，采用C末位一个字节为\0的表示方法实现与C函数的兼容，正由于采用的是字节数组才达到了二进制安全的效果，并不是关键

综上，SDS同C的默认字符串实现相比，主要起到了以上两部分优化效果