redis数据结构存储SDS设计细节（redis的设计与实现笔记）

redis虽说是用C语言开发的，但是redis考虑了性能、安全性、效率性、功能等要，redis底层存储字符串实现，自己实现了名为简单动态字符串（Simple dynamic string）简称SDS的结构来存储字符串,这个结构有int len（当前字符串长度）, int free（未使用的字符串长度可以说是缓冲）, char buf[]（存储的字符串数组）这几个变量。

接下来我们开始分析C语言默认字符串和SDS字符串的区别以及redis为什么要使用SDS。

1、C语言的字符串存储并不能记录自身字符串长度，且在内存中实现的方式是|r|e|d|i|s|\0   最后的'\0'表示C语言的结束符，每次调用strlen方法取字符串长度无可避免得去搜索'\0'结束的字符串从而使复杂度变成O(N),redis作为一个高性能的代名词是无法容忍这个缺陷的，所以SDS结构的len变量就有用了直接可以知道这个变量大小是多少，从而使软件的复杂度变成O(1)。

2、C语言的2个字符串在连接得时候容易发生内存溢出问题，比如现在有2个连续的C字符串 a(len=6),b（实际长度8）在内存中分配的地址如下：

|r|e|d|i|s|\b|m|o|n|g|o|d|b|\b|

假如我现在执行strcat(a,"666")操作如果忘记了给a分配新长度的话，内存就会溢出,从而影响b的值，而SDS避免了这个问题，当执行给SDS添加字符串会自动检查当前的free长度是否够用，如果不够会自动分配新空间，从而避免了内存溢出问题，其实说到这里其实SDS作为Redis存储的最细节关键的还是这个free缓冲，因为Redis的使用场景中大部分速度要求苛刻，且经常会发生字符串增加或者减少的事情，而如果每次都调用系统类库来分配内存空间，会很耗时，降低性能，而Redis考虑到了这一点，使用了free，大大减少了内存分配的次数，从而提高了性能。

3、C语言字符串不能用来存储二进制文件，因为c语言字符串利用了'\0'作为字符串结尾，但是二进制文件结尾是-1,而SDS有一个len变量，就解决了这个问题，可以包含多个'\0'，从而可以存储任意二进制数据。

4、SDS也遵循了C语言字符串'\0'结尾的规则，使得SDS也可以使用一部分系统的类库。

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