Redis設計與實現讀書筆記——簡單動態字串

前言項目裡用到了redis資料結構,不想只是簡單的調用api,這裡對我的讀書筆記做一下記錄。原文地址：http://www.redisbook.com/en/latest/internal-datastruct/sds.html資料類型定義與sds實現有關的資料類型有兩個，一個是 sds：

// 字串類型的別名typedef char *sds;

另一個是 sdshdr：

// 持有sds的結構struct sdshdr {// buf中已經被使用的字串空間數量int len;// buf中預留字串的空間數量int free;// 實際儲存字串的地方char buf[];};

其中，sds只是字串數群組類型char*的別名，而sdshdr用於持有和儲存sds的資訊比如，sdshdr.len可以用於在O（1）的複雜度下擷取sdshdr.buf中儲存的字串的實際長度，而sdshdr.free則用於儲存sdshdr.buf中還有多少預留空間（這裡sdshdr應該是sds handler的縮寫）

將sdshdr用作sdssds模組對sdshdr結構使用了一點小技巧：通過指標運算，它使得sdshdr結構可以像sds類型一樣被傳值和處理，並在需要的時候恢複成sdshdr類型通過下面的函數定義來理解這個技巧sdsnewlen 函數返回一個新的sds值，實際上，它建立的卻是一個sdshdr結構：

sds sdsnewlen(const void *init, size_t initlen){struct sdshdr *sh;if (init) {// 建立sh = malloc(sizeof(struct sdshdr) + initlen + 1);} else {// 重分配sh = calloc(1, sizeof(struct sdshdr) + initlen + 1);}if (sh == NULL) return NULL;sh->len = initlen;sh->free = 0;// 剛開始free為0if (initlen && init) {memcpy(sh->buf, init, initlen);}sh->buf[initlen] = '\0';// 只返回sh->buf這個字串部分return (char *)sh->buf;}

通過使用變數持有一個sds的值，在遇到那些只處理sds值本身的函數時，可以直接將sds傳給它們。比如說，sdstoupper 函數就是其中的一個例子：

static inline size_t sdslen(const sds s){// 從sds中計算出相應的sdshdr結構struct sdshdr *sh = (void *)(s - (sizeof(struct sdshdr)));return sh->len;}void sdstoupper(sds s){int len = sdslen(s), j;for (j = 0; j < len; j ++)s[j] = toupper(s[j]);}

這裡有一個技巧，通過指標運算，可以從sds值中計算出相應的sdshdr結構：sds雖然是指向char *的buf（ps：並且空數組不佔用記憶體空間，數組名即為記憶體位址），但是分配的時候是分配sizeof(struct sdshdr) + initlen + 1的，通過sds - sizeof(struct sdshdr)可以計算出struct sdshdr的首地址，從而可以得到len和free的資訊sdsavail 函數就是使用這中技巧的一個例子：

static inline size_t sdsavail(const sds s){struct sdshdr *sh = (void *)(s - (sizeof(struct sdshdr)));return sh->free;}

記憶體配置函數實現和Reids 的實現決策相關的函數是 sdsMakeRoomFor ：

sds sdsMakeRoomFor(sds s, size_t addlen){struct sdshdr *sh, *newsh;size_t free = sdsavail(s);size_t len, newlen;// 預留空間可以滿足本地拼接if (free >= addlen) return s;len = sdslen(s);sh = (void *)(s - (sizeof(struct sdshdr)));// 設定新sds的字串長度// 這個長度比完成本次拼接實際所需的長度要大// 通過預留空間最佳化下次拼接操作newlen = (len + addlen);if (newlen < 1024 * 1024)newlen *= 2;elsenewlen += 1024;// 重新分配sdshdrnewsh = realloc(sh, sizeof(struct sdshdr) + newlen + 1);if (newsh == NULL) return NULL;newsh->free = newlen - len;// 只返回字串部分return newsh->buf;}

這種記憶體配置策略表明，在對sds 值進行擴充（expand）時，總會預留額外的空間，通過花費更多的記憶體，減少了對記憶體進行重分配(reallocate)的次數，並最佳化下次擴充操作的處理速度再把redis的如果實現對sds字串擴充的方法貼一下，很不錯的思路：

/** * 按長度len擴充sds，並將t拼接到sds的末尾 */sds sdscatlen(sds s, const void *t, size_t len){struct sdshdr *sh;size_t curlen = sdslen(s);// O(N)s = sdsMakeRoomFor(s, len);if (s == NULL) return NULL;// 複製memcpy(s + curlen, t, len);// 更新len和free屬性sh = (void *)(s - (sizeof(struct sdshdr)));sh->len = curlen + len;sh->free = sh->free - len;// 終結符s[curlen + len] = '\0';return s;}/** * 將一個char數組拼接到sds 末尾 */sds sdscat(sds s, const char *t){return sdscatlen(s, t, strlen(t));}

OK，這裡暫時對sds（簡單動態字串）的學習告一段落，繼續寫商務邏輯代碼，很好奇hashs和sets結構是如何?！！