Redis中string底层实现原理

1.前言

Redis是基于C语言进行开发的。Redis字符串并没有采取C语言字符串，而是基于简单动态字符串的抽象类型(SDS)。SDS是Redis为了提高字符串操作性能而设计的一种数据结构，相比于标准C语言中的字符串，SDS提供了更多特性和更高效的内存管理。

2.历史来源

C语言获取字符串长度是靠遍历。遍历整个字符串，遇到空字符就返回字符串的长度。这样就会有一个问题，如果遇到特殊的字符串，那么字符串长度就不完整，在某些场景下，字符串的意思就会改变。这在某些场景下是无法接受的。而SDS便不会有这种问题。

C语言获取字符串长度是遍历整个字符串，遇到空字符串就返回字符串的长度。这样在某些特殊字符串在进行获取长度的时候，返回的字符串长度就会错误。

2.字符串SDS结构：

struct sdshdr {
    // 记录 buf 数组中已占用空间的长度
    int len;
    // 记录 buf 数组中未使用空间的长度
    int free;
    // 实际存储数据的数组，以空字符结尾，但长度由 len 决定
    char buf[];
};

SDS结构的动态字符串字符串由三个属性组成：

        1.字符串长度

        2.数组中未使用的空间

        3.实际存储的数组

3.SDS结构的优势：

        1.二进制安全。使用len属性来记录字符串的长度，这样可以安全的存储二进制数据，包括null字符。

        2.空间预分配。减少增加字符串需分配空间的次数。

        3.惰性空间释放。缩短字符串的时候，Redis不会立即释放未使用的空间，可以避免重复的内存分配和释放操作。

        4.减少修改字符串的开销。