Redis 數據結構之－簡單動態字符串（SDS）

Redis採用一種名爲簡單動態字符串（simple dynamic string，SDS）的數據結構作爲默認字符串的表示。

而且在Redis中，只有常量採用默認C語言字符串表示，若是一個字符串是可變的就會採用SDS。 那麼，首先讓咱們看下SDS數據結構（摘自Redis設計與實現一書)

struct sdshdr {
  // 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[];
  };

如上圖，能夠看到這個數據結構包含三部分：用於保存數據的字節數組,已使用子節的長度和未使用的字節的長度，經過這個設計相信有經驗的工程師已經明白了設計者的思路或用意，正是經過未使用空間，SDS實現了空間預分配和惰性空間釋放兩種優化策略.

說說這兩種優化策略的大概思想：

• 空間預分配

當一個SDS最初被建立的時候，free＝len，也就是建立的長度等於目標字符串長度；如上圖，SDS起初長度爲5（Redis），若是須要將這個字符串拼接上Cluster，SDS會預分配內存到(5+7)*2的長度，也就是總長度爲拼接後的字符串長度乘以2，此時free＝len，這就是SDS預分配時，針對修改後的字符串長度小於1MB時採用的策略；假如修改後的長度大於1MB，SDS會預分配1MB的未使用空間

• 惰性空間釋放

在SDS中，若是字符串在修改後長度變小，SDS並不會當即釋放暫時不用的內存空間，而僅僅是修改len和free的值，等待未來使用，舉個例子，假如第一次修改操做爲縮短8個字節，此後一次修改操做爲長度增長7字節，那麼SDS就能夠重複利用這8字節，經過惰性空間釋放策略，SDS避免了縮短字符串時所需的內存重分配操做，併爲未來可能有的增加操做提供了優化。 與此同時，SDS也提供了相應的API，讓咱們能夠在有須要時，真正地釋放SDS的未使用空間，因此不用擔憂惰性空間釋放策略會形成內存浪費。

*** 二進制安全 ***

SDS採用字節數組保存原始數據，採用C末位一個字節爲\0的表示方法實現與C函數的兼容，正由於採用的是字節數組才達到了二進制安全的效果，並不是關鍵

綜上，SDS同C的默認字符串實現相比，主要起到了以上兩部分優化效果