原理Redis-动态字符串SDS

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
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