Redis資料結構（一）簡單動態字串，redis資料結構

Redis資料結構（一）簡單動態字串，redis資料結構

Redis的字串採用的是自訂的struct，名字叫做簡單動態字串（simple dynamic string,SDS）。
結構如下：

struct sdshdr{int len;int free;char buf[];};

採用如此結構的好處是：
【1】擷取length的時候覆雜度為O(1)，不需要O(n)；
【2】動態分配空間，避免緩衝區溢位，避免每次修改或者append都重新分配；
【3】二進位安全；
關於第一點顯而易見，第二點，為了減少修改字串帶來的記憶體重分配次數，redis採用了2個措施：
1）空間預分配；假設如下sds（狀態【0】），執行命令【sdscat(s,”redis”)】往其中append一個字串“redis”之後將變為狀態【1】,發生了什麼呢？當sds發現當前free長度無法分配新添加的字串時，將發生一次空間分配，如果修改之後sds長度小於1MB，則會分配總長度為【修改後長度】*2+1，即為(5+5)*2+1，1為結尾符號空間。如果修改後sds總長度大於等於1MB，則會分配【修改後總長度】+1MB的長度。假設再次執行命令【sdscat(s,”redis”)】，由於目前狀態【1】free=10，有足夠空間分配新加入的字串，則不會發生空間分配操作，變為狀態【2】；

狀態【0】

   struct sdshdr{   int len=5;   int free=4;   char buf[]={'h','e','l','l','o','\0','','','',''};   }; 

狀態【1】：

   struct sdshdr{   int len=10;   int free=10;   char buf[]={'h','e','l','l','o','r','e','d','i','s','\0',...};   }; 

狀態【2】：

   struct sdshdr{   int len=15;   int free=5;   char buf[]={'h','e','l','l','o','r','e','d','i','s','r','e','d','i','s','\0',...};   }; 

2）惰性空間釋放；現在假設從狀態【2】執行命令【sdstrim(s,”re”)】,移除sds中所有的’r’,’e’，將轉換為狀態【3】； 此時並沒有釋放空間，len+free依然等於20；這樣做的目的是避免了縮短字串時的記憶體重分配操作，並且未將來的字串擴充預留了空間 ； 當然也可以使用【sdsfree】真正釋放sds；
狀態【3】：

   struct sdshdr{   int len=11;   int free=9;   char buf[]={'h','e','l','l','o','d','i','s','d','i','s','\0',...};   }; 

關於第三點，SDS的buf屬性稱為位元組數組，儲存的是位元據；同時由於使用len欄位來判斷字串是否結束，所以是安全的，不會出現c字串中以空格作為結尾判斷，導致字串被截斷的問題。