redis我與SDS的初見

一 前言

本篇文章是初步認識redis的字符串數據結構SDS（Simple Dynamic String）， 其意指簡單的動態字符串，字面上的含義就是smiple 代指簡單，操做簡單，使用者可以快點理解上手，無需關心redis內部實現；Dynamic 指動態擴展，表是可以自動的對內存空間進行動態分配；String 表示字符串，不難理解；

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二 SDS結構

2.1 redis SDS數據結構

redis3.2以前數據結構以下；

struct sdshdr {
    unsigned int len;   
    unsigned int free;  
    char buf[];         
};

• len 表示 buf（緩衝區）中已經使用的空間長度；
• free 表示 buf中未使用的長度；
• buf[] 表示緩衝區數組，存儲字符；

2.12 redis 緩衝區結構

更加的形象的一個存儲圖像以下 buf 中的實際大小爲 11（len + free + 1），其中已經使用空間 len = 5 , 未使用空間 free=5; 保留位空字符 \0 佔一位；當咱們在redis儲存進一個字符串zxzxz 的時候 就已經給咱們分配好了內存空間，以及後面能用使用的內存空間；若是是c 語言那麼要獲得一個 zxzxz 字符長度就須要遍歷整個字符數組 遇到 \0 （C語言以\0區份內存空間中的字符串）後結束，才計算出一個字符串的長度，然而redis只須要一個sdslen(非c語言讀者沒必要糾結此類API) 就能夠計算得出字符串長度； 從算法角度來看 redis 的一次獲取字符串長度 爲 O(1), c 語言 爲 O(N), 因此redis 快不少;

2.2 redis 空間分配策略

其次經過上圖能夠發現 儲存一個字符串 zxzxz ， 其所佔長度爲5 ， 爲使用空間爲5，\0 佔1 ；緣由是 redis字符串 儲存大小小於1MB 的時候 ， 存儲任意的字符串， 其 free大小永遠與 自身的大小相同；當字符串 大小大於1MB時，其就分配free大小固定爲1MB， 此稱爲空間預分配策略； 若是是c語言 則須要 計算當前字符串在buf中的長度，再計算即將追加的字符串長度，而後分配空間大小；故redis 的速度是至關快，相比於c 操做內存空間；

c 語言 在操做內存空間的時候要不斷的計算大小，在追加字符串的時候分配空間大小，若是未進行分配，那麼追加的字符串有可能覆蓋已經 已經儲存到 內存空間的字符串； 好比 內存空間 儲存 zzz \0kkk\0; 儲存 zzz 的時候所佔用3 個位，加一個未分配空間1位，若是向zzz字符串進行追加一個ggg， 那麼在未進行計算分配空間的狀況下 原有的數據會變成 zzzggg\0k\0, 很直觀的發現 內存溢出， 第一個字符串就覆蓋至第二個字符串的部份內容；

因此 redis 的操做內容空間是杜絕內存溢出，而且可以儲存圖片，視頻等二進制數據，若是是c語言操做儲存，二進制文件中一個\0就可能致使內存泄漏，緩衝區溢出等，故c語言通常只操做文本文件；

三 相關連接

若是想要深刻redis之SDS源碼，能夠參考以下連接；

http://www.javashuo.com/article/p-gnnttsnb-bz.html

https://juejin.im/post/5cdbafedf265da037c7d090f

https://blog.csdn.net/qq193423571/article/details/81637075

https://lynnapan.github.io/2017/07/14/redis_sds/