- buf数组中保存着“Redis”字符串
SDS遵循C字符串以空字符串结尾的惯例，保存空字符串的1字节空间不计算在SDS的len属性之中。
再看看SDS的free不为0的情况：
sdshdr
free 3
length 5
buf -->|'R'|'e'|'d'|'i'|'s'| | | |
free的值为3，表示这个SDS分配了三个空闲的空间
### [](
)SDS与字符串的区别
C语言使用简单的字符串表示方式，并不能满足Redis对字符串在安全性，效率，以及功能方面的要求，SDS更使用Redis。
#####@1 常数复杂度获取字符串长度
`C字符串：`
因为C语言并不记录自身的长度信息，所以获取一个C字符串的长度，程序必须遍历整个字符串，对遇到的，每个字符进行计数，直到遇到代表字符串结尾的空字符串为止，这个操作的复杂度为O(n)。
`SDS:`
与C语言不同的是，SDS结构中的属性length记录了SDS本身的长度，所以获取一个SDS长度的复杂度为O(1)。有人疑问那么SDS的length值是哪来的？这里的length值是SDS API在设置和更新SDS时自动完成的。
`总结1`：通过使用SDS而不是C字符串，Redis获取字符串长度的复杂度由O(N)降为O(1)，这确保了字符串长度的获取的工作不会成为Redis的性能瓶颈。
##### [](
)@ 2杜绝缓冲区溢出
`C字符串：`
由于C自身不记录字符串的长度带来一个问题是容易造成缓冲区溢出（buffer overflow）。在`<string.h>/strcat`函数中，可以将一个字符串拼接到另外一个字符串的末尾。
`char *strcat(char *dest,const char *src)`
理想状态下，用户在使用这个函数时，假定C为dest分配了足够多的内存，可以容纳src字符串中的所有内容，而一旦这个假定不成立，就会产生缓冲区溢出。举个例子，假定内存中有相邻的两个字符串s1，s2，如图：
s1 s2
| |
…|‘R’|‘e’|‘d’|‘i’|‘s’|’\0’||‘g’|‘o’|‘o’|‘d’|’\0’|…
如果执行`strcat(s1," cluster");`将Redis改为”Redis cluster“，但是粗心的却忘了在执行这句之前为s1分配足够的空间，那么在执行之后，s1的数据将会溢出到s2所在的空间，导致s2保存的内容意外的被修改。
`SDS:`
与C语言不同的是，SDS空间分配政策完全杜绝了发生缓冲区溢出的可能性：当SDS API需要对字符串进行修改时，首先会检查SDS的空间是否满足修改所需的要求，因为SDS自身有对字符串长度记录的属性length和空闲空间属性free，可以借助这两个参数进行检查。SDS会在执行动作之前判断SDS的空间大小，再去执行操作，如果空间不够的话，SDS API会自动扩展空间。
##### [](
)@ 3减少修改字符串时带来的内存重分配次数
`C字符串：`
因为C字符串不记录自身长度，每次增长或者缩短字符串长度时，程序都要对这个C字符串数组进行一次内存重新分配操作，不然容易造成内存益出。因为内存，分配设计复杂的算法，并且可能需要执行系统调用，所以它通常是一个比较耗时和耗能的操作。但是Redis作为缓存，追求速度，所以不能经常发生内存分配操作。
`SDS:`
SDS数组中的未使用空间字节数量由SDS的属性free记录，通过free记录，SDS实现了空间预分配和惰性释放两种优化策略。
`1. 空间预分配`
空间预分配用于优化SDS的字符串增长操作：当SDS的API对一个SDS进行修改，并且需要对SDS的空间进行扩展时，程序不仅会为SDS分配修改所需要的空间，而且还会为SDS分配额外的空间。额外的空间分配规则如下：
（1）如果修改SDS之后，SDS的长度小于1MB，那么程序会给SDS分配和length一样大的额外空间，这是SDSlength和free的值相等。举个例子，如果修改后的字符串长度为13k，那么SDS的空间将会占据13+13+1=27k（额外的一个字节用于保存空字符串）。
（2）如果修改SDS之后，SDS的长度大于1MB，那么程序会给SDS分配额外的1MB空间，举个例子，比如修改后的SDS有30MB的大小，那么程序会分配1MB的未使用空间，SDS的buf数组实际大小将是30MB+1MB+1byte。
`2.惰性释放`
惰性释放用于优化SDS的字符串缩短操作：当SDS的API要缩短SDS保存的字符串时，程序并不需要立即使用内存重分配策略来回收缩短后多出来的字节，而是使用free属性将这些字节记录起来，并等待使用。
##### [](
)@4 二进制安全
C字符串中的字符必须符合某种编码（比如ASCII），并且除了字符串末尾之外，字符串里面不能包含空字符串，
否则最先被程序读入的空字符串将被误认为是字符串结尾。
SDS API都是二进制安全的，所有SDS API都会以处理二进制的方式来处理存放在SDS buf中的数据，数据写什么样，它被读取时就是什么样子。
##### [](
)@5 兼容部分C字符串函数
SDS的API总会以SDS保存的数据的末尾设置为空字符串，并且在分配SDS空间时会多分配一个字节的空间来容纳空字符串，这是为了那些保存的数据可以重用一部分`<string.h>`库中的函数。
### [](
)总结
字符串和SDS之间的区别总结如下：
| C字符串 | SDS |
| --- | :-: |
| C字符串获取长度复杂度O（n） | SDS获取字符串长度复杂度O（1） |
| API不是安全的，会出现缓冲区溢出 | API是安全的，不会出现缓冲区溢出 |
| 修改字符串长度N次必然执行N此内存重分配 | 修改字符串长度N次必然执行最多N此内存重分配 |
| 只保存文本数据 | 可以保存文本数据或者二进制数据 |
| 可以使用`<string.h>`库中的函数 | 可以使用一部分<string.h>库中的函数 |
# 总结
我们总是喜欢瞻仰大厂的大神们，但实际上大神也不过凡人，与菜鸟程序员相比，也就多花了几分心思，如果你再不努力，差距也只会越来越大。
面试题多多少少对于你接下来所要做的事肯定有点帮助，但我更希望你能透过面试题去总结自己的不足，以提高自己核心技术竞争力。每一次面试经历都是对你技术的扫盲，面试后的复盘总结效果是极好的！
**[CodeChina开源项目：【一线大厂Java面试题解析+核心总结学习笔记+最新讲解视频】](
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比，也就多花了几分心思，如果你再不努力，差距也只会越来越大。
面试题多多少少对于你接下来所要做的事肯定有点帮助，但我更希望你能透过面试题去总结自己的不足，以提高自己核心技术竞争力。每一次面试经历都是对你技术的扫盲，面试后的复盘总结效果是极好的！
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