Redis核心原理-簡單動態字符串SDS

SDS簡介

Redis是C語言編寫的，但沒有使用c語言的字符串結構，而是本身實現了一套簡單動態字符串 simple dynamic string 簡稱SDS，SDS兼容C語言的字符串類型，原理相似Java的ArrayList，擴容和縮短長度時能夠減小內存頻繁分配。

SDS用途

• 包含字符串的鍵、值底層是用SDS實現
• 持久化AOF的緩衝區實現

SDS屬性原理

//記錄buf數組中已使用字節的數量
  //等於SDS所保存字符串的長度
  int len;
  
  //記錄buf數組中未使用字節的數量
  int free;
  
  //字節數組，用於保存字符串
  char buf[];

len

表示SDS所保存字符串的長度，獲取字符串長度高效，時間複雜度爲O(1)

buf[]

保存字符串的二進制數據，長度 = 字符數量 + 1（空字符）+ free

free

記錄buf數組中未使用字節的數量,能夠減小修改字符串帶來的內存重分配次數；優化策略有空間預分配和惰性空間釋放

空間預分配

擴大SDS空間時（好比兩個字符串拼接）使用空間預分配不用隨時分配內存，預分配規則爲 len 小於 1M 時，free = len; len 大於1M 時 free = 1M

惰性空間釋放

縮短SDS空間時（好比剪切字符串）不當即回收內存，使用free來記錄縮短長度，等待未來使用，避免內存浪費