Redis数据结构二：简单动态字符串

　　Redis数据结构系列：

　　Redis数据结构（一）：对外数据类型和底层数据结构；

　　Redis数据结构（二）：简单动态字符串

 

　　Redis 没有直接使用 C 语言传统的字符串表示（以空字符结尾的字符数组，以下简称 C 字符串）， 而是自己构建了一种名为简单动态字符串（simple dynamic string，SDS）的抽象类型， 并将 SDS 用作 Redis 的默认字符串表示；

　　在 Redis 里面， C 字符串只会作为字符串字面量（string literal）， 用在一些无须对字符串值进行修改的地方， 比如打印日志；

　　当 Redis 需要的不仅仅是一个字符串字面量， 而是一个可以被修改的字符串值时， Redis 就会使用 SDS 来表示字符串值： 比如在 Redis 的数据库里面， 包含字符串值的键值对在底层都是由 SDS 实现的。

 在sds.h/sdshdr下定义了SDS的结构　　

struct sdshdr {

    // 记录 buf 数组中已使用字节的数量
    // 等于 SDS 所保存字符串的长度
    int len;

    // 记录 buf 数组中未使用字节的数量
    int free;

    // 字节数组，用于保存字符串
    char buf[];

};

属性说明

• free 属性的值为 0 ， 表示这个 SDS 没有分配任何未使用空间。
• len 属性的值为 5 ， 表示这个 SDS 保存了一个五字节长的字符串。
• buf 属性是一个 char 类型的数组， 数组的前五个字节分别保存了 'R' 、 'e' 、 'd' 、 'i' 、 's' 五个字符， 而最后一个字节则保存了空字符 '\0';

　　

C语言字符串有以下几个问题：

• 计算字符串的长度时间复杂度为O(n)；
• 每一次删除和增加字符串的长度，都需要重新分配空间；
• 缓存区异常；
• 类似ASCII码，字符串中不能出现空白符。否则认为是字符串的结尾；

redids改进：

• redis的结构中存储了字符串的长度，所以获取字符串的长度的时间复杂的为O(1)
• 由于redis分配的空间不是按照需要的分配，一般会有多余的空间（空间预分配）。所以字符串长度增加时，剩余的空间足够，就可以避免重新分配空间。减少字符的长度时也不是直接删除多余的内容。而是设置已使用空间的长度，隐藏删除内容（惰性释放）。
• redis会先检查总的空间大小，满足才会分配，避免缓存区溢出；
• 采用二进制存储，不存在空白符的干扰