Redis-简单动态字符串(Simple Dynamic String )

最新推荐文章于 2025-02-09 12:31:46 发布
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分类专栏： Redis的设计与实现 文章标签： Redis
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Redis的设计与实现

<一> 简单动态字符串(Simple Dynamic String )

当Redis需要的不仅仅是一个字符串字面量,而是一个可以被修改的字符串值时,Redis就会使用SDS表示字符串值.

一. SDS的定义

struct sdshdr{
	int free ; //记录buf数组中未使用的字节数
	int len  ; //记录buf数组已使用的字节数
	char buf[]; //字节数组,保存字符串
}

SDS遵循C字符串以空字符结尾的惯例,保留空字符的1字节空间不计算在SDS的len属性里面,并为空字符分配额外的1字节空间,

这样做的好处是SDS可以重用一部分C字符串函数库的函数.

二. 常数复杂度获取字符串长度

首先C字符串并不记录字符串的长度,所以只能使用Strlen()函数,遍历整个字符串并计数,直到遇到空字符串为止.时间复杂度为O(n).

而对于SDS来说,它的结构体里面保存了属性 len ,记录了当前SDS保存的字符串的长度,即SDS的长度为 Len+1(空字符),Resis将获取字符串长度的复杂度降低到了O(1).

三.杜绝缓冲区溢出

//有两个相邻的字符串S1 = "hello"; S2 = "teacher"
strcat(s1,"Redis");// 此函数将Redis追加到s1的后面
//如果在执行以上函数是,没有给s1分配足够的空间,s1的数据将会溢出到s2所在的空间中.
//s2 = "Rediser";

与C字符串不同的是,SDS的空间分配策略完全杜绝了缓冲区溢出的可能性:

当SDS的API对SDS进行修改时,API会先检查SDS的空间是否满足修改所需的要求,如果不满足,API自动将SDS的空间扩展至执行修改所需的大小,然后再执行修改操作.

四.减少修改字符串时带来的内存重分配次数

对于C字符串来说每次增长或者截断一个C字符串是,程序总要对保存这个字符串数组进行一次内存重分配操作:

  • 如果是执行的是增长字符串的操作,在执行这个操作之前,程序通过内存重分配来扩展底层数组的空间大小,如果忘了这个操作->缓冲区溢出.
  • 如果执行的是缩短字符串的操作时,例如截断(trim)操作时,在执行这个操作之后,`程序需要通过内存重分配来释放内存不再使用的那部分空间,如果忘了->会产生内存泄漏.

对于这种内存重分配策略,在一般程序上每次修改执行一次内存重分配是可以接受的,但对于Redis作为数据库,数据频繁被修改,执行内存重分配的时间会占用修改的大部分时间,会对性能造成影响.

SDS实现了空间预分配和惰性空间释放的两种优化策略.

空间预分配

用于优化字符串增长的操作 : 当SDS的API对一个SDS进行修改时,需要对SDS进行空间扩展的时候,程序不仅会为SDS修改分配必要的空间,还会为SDS分配额外的未使用空间

  • 当SDS的长度(len)小于1MB时,这时会分配和len大小相同未使用空间(free)
  • 当SDS的长度大于1MB时,这是会分配1MB的未使用空间

Redis会减少连续执行字符串增长操作所需的内存重分配次数.

惰性空间释放

用于优化SDS的字符串缩短操作,当SDS需要缩短SDS保存的字符串时,程序并不立即使用内存重分配来回收缩短后多出来的字节,而是用free记录这些字节的数量,以供将来使用.

五. 二进制安全

C字符串除了末尾的空字符之外,里面是不能包含空字符的,这就限制了C字符串只能保存文本数据,不能保存图像视频压缩文件的二进制数据.

SDS的API都是二进制安全的(binary-safe),所有SDS API都会以处理二进制的方式来处理SDS存放在buf数组里的数据,程序不会其中的数据进行任何的修改,过滤.

Redis | 简单动态字符串(simple dynamic string)-SDS
ThinPikachu的博客
11-15 498
目录 一、引言 二、SDS的定义 三、为什么SDS比C字符串更适合于Redis （1）常数复杂度获取字符串长度 （2）杜绝缓冲区溢出 （3）减少修改字符串时带来的内存重分配次数 1.空间预分配 2.惰性空间释放 （4）二进制安全 （5）兼容部分C字符串函数 四、SDS的用处 五、总结 一、引言 Reds没有直接使用C语言传统的字符串表示（以空字符结尾的字符数组，以下简称C字符串），而是自己构建了一种名为简单动态字符串（ simple dynamic string，SDS）的抽象类
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SDS，即 Simple Dynamic String，简单动态字符串。Redis 没有直接使用 C 语言传统的字符串表示（以空字符结尾的字符数组），而是自己构建了一种名为简单动态字符串（simple dynamic string，SDS）的抽象类型，并将 SDS 用作 Redis 的默认字符串表示。在 Redis 里面，C 字符串只会作为字符串字面量（string literal）用在一些无须对字符串值进行修改的地方，比如打印日志。...
Redis(一)：简单动态字符串
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SDS是一个结构体，每一个sdshdr结构表示一个sds值,如下所示//len记录buf数组中已使用字节的数量//也可以理解成SDS所保存字符串的长度int len;//free记录buf数组中剩余未使用字节的数量int free;//字节数组，用于保存字符串char buf[]举个栗子free属性的值为0，表示这个SDS没有分配任何未使用的空间，即buf数组的空间已经用完了len属性的值为5，代表这个SDS储存了一个五字节长的字符串。
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了解完Redis基本的数据结构之后再来看对象，会发现原来是这样从下到上一步步实现的。 Simple Dynamic String（简单动态字符串） （1）SDS的结构 struct sdshdr { int len; //记录字符串长度，如图，len=5 int free; //记录未使用的字节数，free=5 char buf[];
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redis简单动态字符串 redis SDS
Redis之简单动态字符串
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SDS的介绍Redis中字符串并没有使用C语言传统的字符串，而是构建了一种名为简单动态字符串（SDS），SDS是Redis的默认字符串标识。 Redis里面的C语言字符串用在一些无需对字符串值进行修改的地方，例如打印日志redisLog（REDIS_WARNING,"redis is now ready to exit"）; 当Redis需要的是可以被修改的字符串值时，使用SDS来表示字符串值re
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简单动态字符串¶ Sds （Simple Dynamic String，简单动态字符串）是 Redis 底层所使用的字符串表示， 几乎所有的 Redis 模块中都用了 sds。 本章将对 sds 的实现、性能和功能等方面进行介绍， 并说明 Redis 使用 sds 而不是传统 C 字符串的原因。 sds 的用途¶ Sds 在 Redis 中的主要作用有以下两个： 实现字符串对象（
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本文只解析SDS与C字符串区别，建议搭配相关实现源码阅读，关于SDS源码实现，可以参考笔者之前的文章Redis 5.0数据结构之SDS简单动态字符串实现源码详解 SDS概述 Redis基于C语言实现，但Redis并没有采用C语言中传统的字符串表示，而是特别构建了一种叫做简单动态字符串（simple dynamic string）的数据结构，简称SDS，SDS是Redis中默认的字符串表示。 C字符串只在无须对字符串值修改的场景下作为字面量使用，如日志打印，而在字符串值可能被修改的场景下，均使用SDS表示字符
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第一部分 数据结构与对象 第2章 简单动态字符串SDS 简易结构： struct sdsstr{ int len; //记录字符串长度 int free; //记录数组剩余看见大学 char buf[]; //存储字符串的字节数组 } 1. 相比与C字符串（底层维护一个N+1长度的字节数组），SDS更有优势： 1.获取字符串长度简单 复杂度O(1), 而C字符串需要遍历数组统计长度，复杂度O(n) 2.避免了缓冲区溢出（SDS的空间分配策略避免了缓冲区溢出）
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Redis使用SDS(simple dynamic string)用作字符串默认实现。 struct sdshdr{ //已使用buf数组的字节数量，也就是字符串长度 int len; //未使用的长度 int free; //保存字符串 char buf[]; } SDS遵循C语言字符串以空字符串结尾，保留1个字节的空字符串'\0'，该空串不记入len中。
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1.简介 Redis没有适用传统农的C语言的字符串表示(以空字符结尾的字符数组)，而是自己设计了一个名为简单动态字符串(SDS)的的抽象类型。 在Redis中，C字符串只会作为字符串字面量，用在一些无须对字符串值进行修改的地方，比如打印日志。 在Redis中，包含字符串的键值对在底层都是由SDS实现的。 2.SDS的定义 结构定义如下： struct sdshdr{ //记录buf数组中已使用字节的数量，等于SDS所保存字符串的长度 int len; //记录buf数组中未使用字节的数量
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Redis只会使用C字符串作为字面量。大多数情况下，redis使用SDS作为字符串表示 SDS (simple dynamic string) struct sdshdr { int len; //记录buf数组中已使用字节的数量，等于SDS所保存字符串的长度 int free; //记录buf数组中未使用字节的数量 char buf[]; //字节数组，用于保存字符串 }; C字符串和SDS之间的比较，也是为什么使用SDS的原因： 直接通过字段获取字符串长度，提高了效率 C字
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文章目录1. SDS结构2. SDS与C字符串的区别3. 扩展 1. SDS结构 简单动态字符串（Simple Dynamic Strings, SDS）是Redis的基本数据结构之一，用于存储字符串和整型数据。SDS兼容C语言标准字符串处理函数，且在此基础上保证了二进制安全。 struct sds{ int len ; int free; char buf[]; } 保存空字符的1字节空间不计算在SDS的len属性里面，并且为空字符分配额外的1字节空间，以及添加空字符到字符串末尾等操作，都是由SDS函
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简单动态字符串 Simple Dynamic String是Redis内部自己定义的一种数据类型 在Redis内部, 任何包含字符串的键值对都是由SDS实现的 SDS还被用于缓冲区, 比如AOF缓冲区. 比如以下几个命令 // 设置text为key, "hello world"为value, 两者都为字符串所以都是由SDS实现 set text "hello world" // 建立一个列表从右端插入, names为key, value即为"john" "lucy" rpush names "john
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