Redis（一）简单动态字符串SDS_redid sds-优快云博客

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一.概述

在Redis中只将C字符串用于一些无需对字符串值进行修改的地方（常量），如日志打印，而其它需要修改（比如底层的键-值对存储）的地方都使用了自己构建的SDS(简单动态字符串)进行存储。

二.SDS结构

SDS是一种对C字符串的封装，其结构体如下：

struct sdshdr{
    // 记录buf数组中已使用的字节数（不含末尾的空字节'\0'）
    int len;

    // 记录buf中未使用字节的数量
    int free;

    // 字节数组，用于保存字符串
    char buf[];
};

其中buf中存储的字符串采用C字符串的风格，以'\0'结尾，以便重用部分C字符串函数，比如：printf("%s", sds->buf)，字符串比较函数等。

【注】：有些类似于TCP/IP中的mbuf.

三.SDS较C字符串的优点

1.获取字符串长度的时间复杂度

由于C字符串并不记录长度，因此需要进行遍历，直至遇到'\0',其时间复杂度为O(N)，而SDS中由于记录了字符串长度，因此时间复杂度为O(1)。

2.杜绝缓冲区溢出

C字符串在拼接时并不负责检查和维护字符串的长度，这一切都依赖于程序用事先开辟足够大的缓冲区，否则将会造成溢出并可能覆盖掉后面的内存中的原先内容。同样在裁剪时，也依赖程序员重新调整大小。

SDS结构及其相应API会自动管理这些情况，并通过空间预分配（类似于vector的分配策略）和惰性空间释放两用策略优化效率

空间预分配：该分配策略用于优化SDS的字符串增长效率，当需要扩展空间时，SDS的API不仅分配所需大小的空间，还将预先分配一定的额外空间，以防止每次扩展时都要进行内存扩展。其预先分配内存的策略是：若SDS的长度（len）小于1M，则额外预分配空间大小与len值相同，若SDS的长度（len）大于1M，则分配1M的额外未使用空间。

预分配源码如下：

#typedef char *sds;
sds sdsMakeRoomFor(sds s, size_t addlen) {
    struct sdshdr *sh, *newsh;
    size_t free = sdsavail(s);
    size_t len, newlen;

    if (free >= addlen) return s;
    len = sdslen(s);
    sh = (void*) (s-(sizeof(struct sdshdr)));
    newlen = (len+addlen);
    // - 当字符串增长后的长度小于1M时，按2倍大小申请
    // - 否则预扩充1M
    if (newlen < SDS_MAX_PREALLOC) //#define SDS_MAX_PREALLOC (1024*1024)
        newlen *= 2;
    else
        newlen += SDS_MAX_PREALLOC;
    newsh = zrealloc(sh, sizeof(struct sdshdr)+newlen+1);
    if (newsh == NULL) return NULL;

    newsh->free = newlen - len;
    return newsh->buf;
}