Redis中的String二進位制安全機制

2021-10-24 23:51:10 字數 1423 閱讀 3351

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深度分析redis的二進位制安全

c語言中字串是以特殊字元「\0」來作為字串的結束標識。對於字串str="0123456789\0123456789」來說,在c語言裡面str的長度就是10(strlen(str)=10),所以strlen()函式不是二進位制安全的。

簡單動態字串(****** dynamic strings,sds)是redis的基本資料結構之一,主要用於儲存字串、整型數字。

struct sdshdr 

;

柔性陣列:c語言中結構體的最後乙個元素可以是大小未知的陣列,也就是所謂的0長度,所以我們可以用結構體來建立柔性陣列。而定義sds的結構體中的陣列就是柔性陣列,可以根據需要調整陣列長度,也可以通過柔性陣列的首位址偏移得到結構體首位址。

sds採用柔性陣列的缺點:不同sds字串占用了相同大小的頭部空間(buf、leng長度),浪費空間。

圖中:1、len表示buf中已占用位元組數。

2、alloc表示buf中已分配位元組數,記錄的是為buf分配的總長度,不同於free。

3、flags標識當前結構體的型別,低3位用作標識位,高5位預留。

4、buf柔性陣列,真正儲存字串的資料空間。

(1)五種型別都多了乙個flags欄位,但sdsdr5沒有了頭部(len和free )

(2)sdshdr5結構中,flags佔1個字元,其低3位表示結構體型別,高5位表示長度,能表示的長度區間為0~31,flags後面就是字串的內容。而長度大於31的字串,1個位元組存不下,那麼就要將len和free單獨存放,因此redis存放資料時會先檢查字串長度,再根據字串長度計算好不同型別的頭部和初始長度,然後動態分配記憶體

(1)sds如何相容c語言字串?如何保證二進位制安全?

sds物件中的buf是乙個柔性陣列,上層呼叫時,sds直接返回了buf。由於buf是直接指向內容的指標,所以相容c語言函式。而當真正讀取內容時,sds會通過len來限制讀取長度,而非「0」,所以保證了二進位制安全。

(2)sdshdr5的特殊之處是什麼?

sdshdr5只負責儲存小於32位元組的字串。一般情況下,小字串的儲存更普遍,所以redis進一步壓縮了sdshdr5的資料結構,將sdshdr5的型別和長度放入了同乙個屬性中,用flags的低3位儲存型別,高5位儲存長度。建立空字串時,sdshdr5會被sdshdr8替代。

(3)sds是如何擴容的?

sds在涉及字串修改時會呼叫sdsmakeroomfor函式進行檢查,會根據空閒長度和新增內容的長度進行比較判斷,然後根據不同情況動態擴容

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