Redis底层原理之SDS

最新推荐文章于 2024-02-04 13:32:55 发布

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本文深入解析Redis中SDS（Simple Dynamic String）结构的优势，包括快速获取字符串长度、防止缓冲区溢出、减少内存重分配及二进制安全性，对比C字符串，阐述SDS如何提升性能。

Redis string类型底层使用SDS（Simple Dynamic String）表示，而不是使用C字符串。

struct sdshdr {
    // 记录buf数组已使用的字节数量等于SDS所保存的字符串长度
    int len;
    
    // 记录buf数组中未使用的字节数量
    int free;

    // 字节数组，用于保存字符串
    char buf[];
}

为什么使用SDS，而不是使用C字符串呢？使用SDS有什么优势呢？

原因当然是提高性能啦。。。

1. 获取字符串长度的时间复杂度为O(1)

由于C字符串未保存字符长度，所以获取字符串长度需要遍历整个字符串，直到遇到字符串结束标志'\0',其时间复杂度为O(N)。而SDS保存了字符串长度，所以时间复杂度为O(1)。

2. 杜绝缓冲区溢出

由于SDS保存了缓冲区未使用的字节数量。在向缓冲区加入新的数据时，首先判断剩余缓冲区的长度，如果不够，会重新分配缓冲区。不会出现像C字符串缓冲区溢出的现象。

3.减少修改字符串时带来的内存重分配次数

由于C字符串在内存中保存的总是字符串长度加1的字符空间，每次修改字符串，都会发生内存重新分配，修改N次则内存重新分配N次。而SDS会预留一部分空间，来预防字符串修改，从而做到了修改N次内存最多重新分配N次。

4. 二进制安全

C字符串遇到空格会被截断，而SDS会根据len成员变量来得到实际的字符串。即使中间有空格也不会截断。例如 "Redis Cluser" 这个字符串，大家可以想象一下C字符串和SDS的区别。

这些大概就是Redis为什么要使用SDS的原因和优势了，本人水平有限，如有不对的地方，还请大家不吝赐教。