第2章 简单动态字符串

在Redis里面，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。

在Redis数据库里面，包含字符串值的键值对在底层都是由SDS实现的。

除了用来保存数据库中的字符串值之外，SDS还被用作缓冲区：AOF模块中的AOF缓冲区，以及客户端状态中的输入缓冲区。

1. SDS 的定义

每个sds.h/sdshdr结构表示一个SDS值。

// sdshdr 结构
struct sdshdr {

    // buf 已占用长度
    int len;

    // buf 剩余可用长度
    int free;

    // 实际保存字符串数据的地方
    // 利用c99(C99 specification 6.7.2.1.16)中引入的 flexible array member,通过buf来引用sdshdr后面的地址，
    // 详情google "flexible array member"
    char buf[];
};

SDS遵循C字符串以空字符串结尾的惯例(可以直接重用一部分C字符串函数库里面的函数)，保存空字符的1字节空间不计算在SDS的len属性里面，由SDS函数自动完成空字符空间分配，以及空字符添加到字符串末尾。

对于SDS使用者完全透明。

2. SDS与C字符串的区别

C语言使用长度N+1的字符数组表示长度为N的字符串，并且最后一个元素总是空字符‘\0’

2.1 常数复杂度获取字符串长度

O（1）

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。

2.2 杜绝缓冲区溢出

SDS的API会先检查SDS的空间是否满足修改所需的要求，不满足，API会自动将SDS的空间扩展至执行修改所需的大小

2.3 减少修改字符串时带来的内存重新分配次数

通过未使用空间，SDS实现了空间预分配和惰性空间释放两种优化策略。

1.空间预分配

额外分配未使用空间数量由以下公式决定（空间不够时）

• 如果对SDS进行修改之后，SDS的长度（即len属性）小于1MB，那么程序分配和len属性同样大小的未使用空间，这时SDS len属性值将和free属性相同。
• 如果对SDS进行修改之后，SDS的长度将大于等于1MB，那么程序会分配1MB的未使用空间。
  

2.惰性空间释放

SDS的API需要缩短SDS保存的字符串时，使用free属性将这些字节的数量记录起来。

2.4 二进制安全

‘\0’

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，程序不会对其中的数据做任何限制、过滤、或者假设，数据在写入时是什么样的，它被读取时就是什么样。

2.5 兼容部分C字符串函数

3.SDS API

sdsnew

sdsempty

sdsfree

sdslen

sdsavail

sdsdup 创建一个给定SDS的副本

sdsclear  

sdscat

sdscatsds

sdscpy

sdsgrowzero 用空字符将SDS扩展至给定长度

sdsrange 保留SDS给定区间内的数据，不在区间内的数据会被覆盖或清除

sdstrim 接受一个SDS和一个C字符串作为参数，从SDS中移除所有在C字符串中出现过的字符。

sdscmp 对比两个SDS字符串是否相同个