Redis資料結構 簡單的動態字串

c語言中的字串是基於陣列來實現的，每個字串會多出乙個空字元：

redis中的簡單動態字串是sds（****** dynamic string）型別:

sds遵循c語言中以空字元為結尾的慣例是為了利用c語言函式庫中的某些字串函式，而且新增空字元的這乙個操作是有sds函式自動完成的。

redis採用sds的原因是為了滿足字串在安全性、效率以及功能方面的要求【c語言中的字串並不能滿足】

c語言中的字串並不記錄長度資訊，所以需要對整個字串進行遍歷並計數，所以這個操作的時間複雜度為o(n);

sds在len屬性中記錄了字串的長度，所以它的時間複雜度為o(1)，確保了獲取字串的長度不會成為redis的瓶頸

補充：獲取字串長度的命令

strlen key

例子：

假設程式裡有兩個在記憶體中緊鄰著的c語言字串s1和s2，如果在不給s1分配足夠的記憶體的情況下新增s1的內容，當strcat(新增函式)執行之後，s1中溢位的資料姜修改s2中的內容。

記憶體的重新分配涉及複雜的演算法，並且可能需要執行系統呼叫，所以它通常是乙個比較耗時的操作

c語言中的記憶體重新分配

c語言中的字串並不記錄自身的長度，所以對於乙個包含了n個字元的c字串來說，這個c字串的底層的hi先總是乙個n+1個字元長的陣列。因為c語言中字串的長度和底層陣列之間存在著這種關係性，所以每增長或者縮短乙個c字串，程式總要對這個c字串進行一次記憶體重新分配的操作：

sds中的記憶體分配機制

sds通過未使用的空間解除了字串長度和底層陣列長度之間的關聯，解決了c字串的這種缺陷：在sds中，buf陣列的長度不一定就是字元數量加一，陣列裡面可以包含未使用的子節，而這些位元組的數量就由sds的free屬性記錄。

通過未使用空間，sds實現了空間預分配和惰性空間釋放兩種優化策略。

1、空間預分配【減少連續執行字串增長操作所需的記憶體重分配次數】

空間預分配用於優化sds的字串增長操作：當sds的api對乙個sds進行修改，並且需要對sds進行空間擴充套件的時候，程式不僅會為sds分配修改所需要的空間還會分配額外的未使用空間。假如現在的sds的free空間滿足需求，則不需要空間的預分配

2、惰性空間釋放

惰性空間釋放用於優化sds的字串縮短操作：當sds的api需要縮短sds儲存的字串時，程式並不立即使用記憶體衝分配來**縮短後多出來的位元組，而是使用free屬性將這些子節的數量記錄起來，並等待將來增長的時候使用；在必要的時候也可以通過sds的api進行釋放。

為了確保redis可以適用於各種不同的使用場景，sds的api都是二進位制安全的（binary-safe），所有sdsapi都會已處理二進位制的方式來處理sds存放在buf陣列裡的資料，程式不會對其中的資料做任何限制、過濾或者假設，資料在寫入是什麼樣的，他被讀取時就是什麼樣。

這也是我們將sds的buf屬性稱為位元組陣列的原因-------redis不是用這個陣列來儲存字元，而是用它來儲存一系列的二進位制資料；之所以sds儲存之前提到的特殊資料格式沒有任何問題，是因為sds使用len屬性的值而不是空字串來判斷字串是否結束。

雖然sds的api都是二進位制安全的，但是他們一樣遵循c字串以空字元結尾的慣例：這些api總會將sds儲存的資料的末尾設定為空字元，並且總會在為buf陣列分配空間時多分配乙個子節來容納這個空字元，這是為了讓那些儲存文字資料的sds可以重用一部分函式庫裡的函式。

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Redis資料結構 簡單動態字串SDS

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