Redis数据结构-动态字符串

Redis中的动态字符串,即Simple Dynamic String (SDS),是为了解决C语言字符串的问题,如长度计算复杂、非二进制安全和不可修改等。SDS提供了一种结构体实现,包含len字段用于快速获取字符串长度,并具备动态扩容能力。在追加操作时,SDS会进行内存预分配,保证效率。

Redis数据结构-动态字符串

我们都知道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
不可修改
Redis构建了一种新的字符串结构,称为简单动态字符串(Simple Dynamic String),简称SDS。
例如,我们执行命令:

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-DTAKsqXU-1666105461944)(.\原理篇.assets\1653984583289.png)]

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“虎哥”的SDS。

Redis是C语言实现的,其中SDS是一个结构体,源码如下:

uint8_t无符号整型,8个bit位。最大为255,也就是能保存255个字符。

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-srqYr8eu-1666105461946)(.\原理篇.assets\1653984624671.png)]

保存更多字符的结构体,共有5中5,8,16,32,64

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-54xvsfce-1666105461947)(C:\Users\wu\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20221018225503037.png)]

例如,一个包含字符串“name”的sds结构如下:

读取时会根据len的值,读len个字符,就得到目标字符串了。可以直接从len获取长度o(1)。

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-mNYQAbJB-1666105461948)(.\原理篇.assets\1653984648404.png)]

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:

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-bQQSAt1J-1666105461948)(.\原理篇.assets\1653984787383.png)]

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:通过C语言的alloc函数。

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

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-LsbSOfd4-1666105461950)(.\原理篇.assets\1653984822363.png)]

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