原理Redis-动态字符串SDS

中二Espresso2023-11-20 7:06

动态字符串SDS

Redis中保存的Key是字符串，value往往是字符串或者字符串的集合。可见字符串是Redis中最常用的一种数据结构。

不过Redis没有直接使用C语言中的字符串，因为C语言字符串存在很多问题：

获取字符串长度的需要通过运算
非二进制安全
非二进制安全

Redis构建了一种新的字符串结构，称为简单动态字符串 （S imple D ynamic S tring），简称SDS。

例如，我们执行命令：

复制代码

set name dcy

那么Redis将在底层创建两个SDS，其中一个是包含"name"的SDS，另一个是包含"dcy"的SDS

Redis是C语言实现的，其中SDS是一个结构体(类似Java的类)，源码如下：

c 复制代码

struct __attribute__ ((__packed__)) sdshdr8 {
    uint8_t len; /* buf已保存的字符串字节数，不包含结束标示*/
    uint8_t alloc; /* buf申请的总的字节数，不包含结束标示*/
    unsigned char flags; /* 不同SDS的头类型，用来控制SDS的头大小
    char buf[];
};

不同SDS的头类型

c 复制代码

#define SDS_TYPE_5  0
#define SDS_TYPE_8  1
#define SDS_TYPE_16 2
#define SDS_TYPE_32 3
#define SDS_TYPE_64 4

例如，一个包含字符串"name"的sds结构如下：

SDS之所以叫做动态字符串，是因为它具备动态扩容的能力，例如一个内容为"hi"的SDS：

假如我们要给SDS追加一段字符串 ",Amy" ，这里首先会申请新内存空间：

如果新字符串小于1M，则新空间为扩展后字符串长度的两倍+1
如果新字符串大于1M，则新空间为扩展后字符串长度+1M+1。称为内存预分配。

优点：

获取字符串长度的时间复杂度为O(1)
支持动态扩容
减少内存分配次数
二进制安全