redis系列之------簡單的動態字元串(SDS)

前言

Redis 沒有直接使用 C 語言傳統的字元串表示（以空字元結尾的字元數組，以下簡稱 C 字元串）， 而是自己構建了一種名為簡單動態字元串（simple dynamic string，SDS）的抽象類型， 並將 SDS 用作 Redis 的預設字元串表示。

個人感覺SDS類似於Java的ArrayList，大家可以拿兩者對比一些，誰的效率更加高一點。

SDS定義

 1 struct sdshdr {
 2 
 3     // 記錄 buf 數組中已使用位元組的數量
 4     // 等於 SDS 所保存字元串的長度
 5     int len;
 6 
 7     // 記錄 buf 數組中未使用位元組的數量
 8     int free;
 9 
10     // 位元組數組，用於保存字元串
11     char buf[];
12 
13 };

這裡註意一下。C語言的char是占一個位元組的。不像Java的char占兩個位元組。也就是只有八位，-127 - 128。

SDS相比於C字元串的優勢

1. 常數複雜度獲取字元串長度

• 這個比較好理解，因為SDS裡面有一個欄位為len，可以直接獲取長度

2. 減少修改字元串時帶來的記憶體重分配次數

• 因為傳統的c字元串，不會自動擴容。而且其記憶體大小就等於字元串長度+1，因此，每修改一次字元串，都要重新分配一次記憶體，非常的耗費時間
• SDS會自動擴容，並且會進行空間預分配。比如現在有一個Hello的字元串。記憶體的大小可能是Hello的兩倍，也就是 5 * 2  = 10。當再次擴容字元串的時候，不一定需要再次分配記憶體了。並且可以自動擴容，假設10不夠了，加了一個字元串後大小為13，那麼記憶體就會分配為 13 * 2 = 26大小的記憶體。

3. 二進位安全，以及可以保存空字元 

• C 字元串中的字元必須符合某種編碼（比如 ASCII）， 並且除了字元串的末尾之外， 字元串裡面不能包含空字元， 否則最先被程式讀入的空字元將被誤認為是字元串結尾 —— 這些限制使得 C 字元串只能保存文本數據， 而不能保存像圖片、音頻、視頻、壓縮文件這樣的二進位數據。
• 因此，所有 SDS API 都會以處理二進位的方式來處理 SDS 存放在 buf 數組裡的數據
• 也就是保存在buf數組裡面的所有東西，不論英文中文，還是圖片音頻，都是二進位數據流。