Redis使用SDS的原因

最新推荐文章于 2025-06-22 17:55:21 发布
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分类专栏： 数据库 文章标签： Redis
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本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/keq_keq/article/details/88749554
Redis使用SDS（Simple Dynamic String）代替C字符串，因为它提供常数复杂度获取长度、防止缓冲区溢出、减少内存重分配次数以及支持二进制安全性。SDS通过len属性实现O(1)获取长度，通过记录free空间实现空间预分配和惰性释放策略，从而提高性能和安全性。

摘要生成于 C知道 ，由 DeepSeek-R1 满血版支持， 前往体验 >

  • SDS定义
struct  sdsher{
//记录buf中已保存字符的长度
//等于SDS所保存的字符串的长度
int  len;
//记录buf数组中未使用字节的数量
int free;
//字节数组，用于保存字符串
char buf[];
};

说明：SDS为了能够使用部分C字符串函数，遵循了C字符串以空字符结尾的惯例，保存空字符的1字节不计算在SDSlen属性中，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函数自动完成的，可以说空字符对使用者是不可见的！

  • 为什么使用SDS（simple dynamic string）
    举个简单例子：一个简单的C字符串 “Redis”
    在这里插入图片描述
    C语言使用这种简单的字符串表示方法，并不能满足Redis对字符串在安全性、效率性以及功能方面的要求。

**

1、常数复杂度获取字符串长度

**
C语言中实现字符串长度计数的复杂度为O（N）。
而反观SDS中，因为其结构中保存了len这一属性，所以获取SDS长度的复杂度仅为O（1）。
并且我们不需要手动修改len属性，设置和更新SDS长度的工作是由SDS的API在执行时自动完成的。

2、杜绝缓冲区溢出

C语言由于不记录自身长度，所以又带来一个问题：容易造成缓冲区溢出（buffer overflow）。
举个栗子！当我们拥有两个C字符串s1，s2。而恰好s1、s2的内存是紧挨着的，那么当对s1执行某些操作，例

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Redis 为什么要定义 SDS
激流丶的博客
02-23 1066
SDS（Simple Dynamic String）是Redis中的一种动态字符串类型，由Redis自己实现。Redis定义SDS（Simple Dynamic String）而不直接使用C语言的字符串主要是因为C语言的字符串存在一些限制和缺陷，而SDS可以弥补这些问题，提供更好的性能和安全性。常数时间复杂度的长度获取：SDS中存储了字符串的长度信息，因此可以在常数时间内获取字符串的长度，而C语言的字符串需要遍历整个字符串才能获取长度，时间复杂度为O(n)。自动扩展空间。
Redis底层数据结构之SDS
xiong_tai的博客
04-21 1278
Redis 中的 SDS（Simple Dynamic String，简单动态字符串）是 Redis 用于存储字符串值的底层实现，是对 C 语言传统字符串（以 null 结尾的字符数组）的改良，内部结构类似于 C 语言的字符数组，但额外存储了字符串长度和分配空间大小，避免了 C 字符串的缺陷。SDS用于解决 C 字符串的一些限制和安全性问题, 具有动态扩容的特点. 其实现位于src/sds.h与src/sds.c中。
阿里面试这样问：redis 为什么把简单的字符串设计成 SDS？
程序员内点事
02-18 500
一道似懂非懂的面试题
阿里面试：Redis 为什么把简单的字符串设计成 SDS？
最新发布
犬小哈
06-22 38
上边只是 redis 数据结构的一点基础知识，没什么难度，但以我的面试经验，如果被问这类问题,不要只含糊其辞的说出底层是SDS，有理有据的把为什么这样实现也说出来。C字符串长度是一定的，所以每次在增长或者缩短字符串时，都要做内存的重分配，而内存重分配算法通常又是一个比较耗时的操作，如果程序不经常修改字符串还是可以接受的。这时候键值对的键和上边一样，还是一个由SDS实现的字符串对象，键值对的值是一个包含两个字符串对象的列表对象了，而这两个对象的底层也是由SDS实现。
redis 为什么把简单的字符串设计成 SDS？
萌兔兔MMQ！！
03-22 364
2021开工第一天，就有小伙伴私信我，还给我分享了一道他面阿里的redis题（这家伙绝比已经拿到年终奖了），我看了以后觉得挺有意思，题目很简单，是那种典型的似懂非懂，常常容易被大家忽略的问题。这里整理出来分享一下，顺便自己巩固一下基础，希望对正在面试和想要面试的兄弟有点帮助。 题目大致是这样的 面试官：了解redis的String数据结构底层实现嘛? 铁子：当然知道，是基于SDS实现的 面试官：redis是用C语言开发的，那为啥不直接用C的字符串，还单独设计SDS这样的结构呢? 铁子：····· 图片 “其
Redis为什么要采取SDS结构以及SDS在对象中的应用
chenci200109的博客
02-21 789
buf属性是一个char类型的数组，数组的前五个字节分别保存了'R'、'e'、'd'、'i'、's'五个字符，而最后一个字节则保存了空字符'\0'。len的长度为5说明保存了一个长度为5的字符串，Free的值为0，说明没有未分配空间，这是一个记录Redis字符串的实例，
redis为什么要自己实现SDS表示字符串
zbh1957282580的博客
09-14 612
解决方法：在用字符数组表示字符串的同时，在这个字符串中增加两个字段，一个表示分配给该字符数组的总长度alloc字段，还有一个是表示字符串现有长度的len字段，这样在获取长度的时候就不会依赖\0了，直接返回len的值就可以了，还有就是当我们做追加操作的时候，只需要判断追加的部分的len加上已有的字符串的len字段的长度，是否大于alloc，如果超过就重新申请空间，如果没有超过，直接在后面去追加就可以了。基于以上的设计，redis当中的其它操作比如复制，比较等等，都可以用类似的方式，非常高效的进行操作。
详解redis数据结构之sds
09-09
sds的内部结构包括三个主要部分：len字段记录字符串的长度，free字段记录buf数组中未使用的字节数，而buf数组则用于存储实际的字符串数据。 sds的设计使得Redis能够以常数时间复杂度O(1)获取字符串长度，这是因为...
redis中的sds结构解析,字符串为何不用C原生?
你还有好多未完成的梦，你有什么理由停下？
06-01 563
1丶redis为什么使用sds,不适用c语言的字符串呢?
Redis 并没有直接使用 C 语言传统的字符串表示，而是采用了自己构建的简单动态字符串（Simple Dynamic String，SDS）作为其字符串表示
BLOG域名:programb.blog.youkuaiyun.com
02-10 1025
Redis 并没有直接使用 C 语言传统的字符串表示，而是采用了自己构建的简单动态字符串（Simple Dynamic String，SDS）作为其字符串表示。简单动态字符串（SDS）是 Redis 用于表示字符串的一种数据结构。
Redis之sds实现
m0_37343985的博客
11-03 449
在Redis中没有直接使用C语言中的传统字符串，它自己构建了一套动态字符串，我们来看一下它的结构： struct sdshdr { // buf 中已占用空间的长度 int len; // buf 中剩余可用空间的长度 int free; // 数据空间 char buf[]; } 在这个结构体里面有buf字符数组保存字符信息，另外还保存了...
Redis SDS 深入一点，看到更多！
WindWant
06-24 162
1、什么是SDS? Redis 自定的字符串存储结构，关于redis，你需要了解的几点！中我们对此有过简要说明。 Redis 底层是用C语言编写的，可是在字符存储上，并未使用C原生的String类型，而是定义了自己的字符串结构 Simple Dynamic Stirng，简称SDS。 SDS基本结构如下： 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
Redis源码剖析之SDS(Simple Dynamic String)
xindoo
09-26 3828
SDS(simple dynamic string)是Redis提供的字符串的封装，在redis中也是存在最广泛的数据结构，它也是很多其他数据结构的基础，所以才选择先介绍SDS。 SDS也兼容部分C字符串API(strcmp,strlen)，它如何兼容C字符串我觉得也是有个很sao的操作，等看完我这篇博客你就明白了。在开始正式内容前，我先抛几个问题(有些也是面试高频题)，带着问题去学习也是一种非常好的学习方法。 C语言中也算是支持String了，为什么Redis还要自己封装一个？ SDS中的D(dynam
redis sds
qq_43584103的博客
06-29 361
redis 设计与实现第一章个人理解 redis的键值字符串的底层是由sds（简单动态字符串）支持 sds数据结构 free：记录buf数组中未使用字节数量 len ：记录buf数组中已使用字节数量 buf ：字节数组，用于保存字符串，最后一个字节保存一个空行符 使用sds的优点 sds获取字符串长度的时间复杂度为O(1)，不会有获取长度的性能瓶颈 每次做更改字符串内容的时候，sds会拓展空间，不会造成缓冲区溢出 二进制安全：c字符串只能储存文本，因为不识别空行符。sds可以储存二进制数
Redis中的SDS
legendaryhaha的博客
02-20 723
SDS简单动态字符串结构 redis操作数据为什么会快？在回答这个问题时，我们一般会说redis对数据的操作是基于缓存的，速度自然而然的快。二来redis在数据操作时通过单线程模型避免了线程切换产生的开销。除此之外，redis采用的合理的数据结构也是redis操作数据快的原因之一。 简单动态字符串 Redis支持字符串类型的操作，其底层实现却不是采用C语言表示字符串的方式，而是采用SDS（simple dynamic string，简单动态字符串） 抽象类型进行表示。 结构 在redis5.0的sds.
Redis的SDS
ssssxxxx的博客
09-23 342
SDS是C的字符串库，旨在通过添加堆分配的字符串来增强有限的libc字符串处理功能： 使用起来更简单。 二进制安全。 计算效率更高。 .与普通的C字符串函数兼容。 ...
redis SDS
gtfaww的博客
11-09 411
SDS Redis在实现上使用了，自定义的SDS(simple dynamic string)，来代替C语言传统的字符串表示方式。 free 属性的值为 0 ， 表示这个 SDS 没有分配任何未使用空间。len 属性的值为 5 ， 表示这个 SDS 保存了一个五字节长的字符串。buf 属性是一个 char 类型的数组， 数组的前五个字节分别保存了 'R' 、 'e' 、 'd' 、 'i'
Redis之SDS
black_hidden的博客
09-16 584
一、SDS的定义Redis自己构建了一种名为简单动态字符串SDS的抽象类型，并将SDS用作Redis的默认字符串表示。typedef char *sds;struct sdshdr { int len; int free; char buf[]; };其中，len代表存储的字符串长度，free代表buf中剩余存储空间，buf用来存储字符串。可是为什么是typedef char
redis的sds
05-11
### Redis 的简单动态字符串 (SDS) 实现与使用 #### 1. SDS 结构定义 Redis 中的简单动态字符串（Simple Dynamic String, SDS）是一种自定义的字符串表示方式，其核心目的是优化 C 字符串的功能不足之处。SDS 是通过 `struct sdshdr` 定义的一个结构体来实现的[^1]： ```c typedef char *sds; struct sdshdr { int len; // 记录当前已使用的字节数 int alloc; // 记录当前分配的总字节数 unsigned char flags; // 存储一些标志位信息 char buf[]; // 可变长度字符数组，存储实际的字符串内容 }; ``` 其中： - **len** 表示当前缓冲区中已经保存的有效字符数量。 - **alloc** 表示当前缓冲区总共可以容纳多少个字符。 - **buf** 是一个可变长度的字符数组，用来存储具体的字符串内容。 这种设计使得 SDS 能够高效地处理字符串操作，而不需要像传统 C 字符串那样频繁进行内存重分配[^3]。 --- #### 2. SDS 和 C 字符串的区别 相比于传统的 C 字符串，SDS 提供了更多的功能和更高的效率。以下是两者的主要区别[^2]： | 特性 | C 字符串 | SDS | |-------------------------|-----------------------------------|--------------------------------------| | 长度获取 | 需要遍历整个字符串直到遇到 `\0` | 直接读取 `len` 成员变量 | | 修改安全性 | 易受缓冲区溢出攻击 | 自动调整空间大小，防止溢出 | | 性能 | 操作复杂度较高 | 更高效的内存管理机制 | 由于这些特性，SDS 在 Redis 这样的高性能场景下表现得更加出色。 --- #### 3. SDS 的主要优势 为了满足 Redis 对性能的要求，SDS 设计了许多独特的特点[^3]: - **预分配冗余空间**: 当向 SDS 添加新数据时，会预先分配额外的空间给未来可能的增长预留位置。这减少了连续多次追加操作所需的内存重新分配次数。 - **惰性收缩策略**: 删除部分数据时不立即释放多余的空间，而是保留下来以便后续再次利用。这样既提高了删除操作的速度又降低了因频繁调用 malloc/free 带来的开销。 - **二进制安全**: 不仅支持普通的 ASCII 文本，还可以很好地处理任意形式的二进制数据序列。 --- #### 4. 使用方法举例 下面展示如何创建、修改以及销毁一个简单的 SDS 字符串实例: ```c #include "sds.h" int main() { sds str = sdsnew("hello"); // 创建一个新的 SDS 字符串 "hello" printf("%s\n", str); // 输出原始字符串 str = sdscat(str, " world!"); // 将另一个子串附加到现有字符串后面 // 此处不会触发新的内存申请因为有足够剩余容量 printf("%s\n", str); // 打印最终结果 "hello world!" free(str); // 销毁并释放关联资源 } ``` 以上代码片段展示了基本的 SDS API 应用流程，包括初始化、拼接扩展以及其他常见操作。 --- #### 5. 关键函数说明 这里列举几个常用的 SDS 函数及其作用: - `sdsnew(const char *init)` : 根据指定初始值生成一个新的 SDS 对象； - `sdscat(sds s, const char *t)` : 把 t 后续连接至 s 上面形成更长的整体； - `sdsfree(sds s)` : 清理掉某个特定 SDS 占用的所有内部存储区域； 每项都经过精心设计从而达到最佳运行效果的同时兼顾易用性和灵活性需求。 ---
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