redis SDS的資料結構是怎麼樣的

一前言

redis的字串資料結構SDS（Simple Dynamic String）， 其意指簡單的動態字串，字面上的意思就是smiple 代指簡單，操作簡單，使用者能夠快點理解上手，無需關心redis內部實作；Dynamic 指動態擴展，表是能夠自動的對記憶體空間進行動態分配；String 表示字串，不難理解。

二SDS結構

2.1 redis SDS資料結構

redis3.2之前資料結構如下；

struct sdshdr {
    unsigned int len;   
    unsigned int free;  
    char buf[];         
};

• len 表示buf （緩衝區）中已使用的空間長度；

• free 表示buf中未使用的長度；

• buf[] 表示緩衝區數組，儲存字元；

2.12 redis 緩衝區結構

更的形象的一個儲存影像如下buf 中的實際大小為11（len free 1），其中已經使用空間len = 5 , 未使用空間free=5; 保留位空字元\0 佔一位；當我們在redis儲存進一個字串zxzxz 的時候就已經給我們分配好了內存空間，以及後面能用使用的記憶體空間；如果是c 語言那麼要得到一個zxzxz 字元長度就需要遍歷整個字元數組遇到\0 （C語言以\0區分記憶體空間中的字串）後結束，才計算出一個字串的長度，然而redis只需要一個sdslen(非c語言讀者不必糾結此類API) 就可以計算得出字符串長度； 從演算法角度來看redis 的一次獲取字符字串長度為O(1), c 語言為O(N), 所以redis 快很多;

#2.2 redis 空間分配策略

其次透過上圖可以發現儲存一個字串zxzxz ， 其所佔長度為5 ， 為使用空間為5，\0 佔1 ；原因是redis字串儲存大小小於1MB 的時候， 儲存任意的字串， 其free大小永遠與自身的大小相同；當字串大小大於1MB時，其就分配free大小固定為1MB， 此稱為空間預分配策略； 如果是c語言則需要計算當前字串在buf中的長度，再計算即將追加的字串長度，然後分配空間大小；故redis 的速度是相當快，相較於c 操作記憶體空間；

c 語言在操作記憶體空間的時候要不斷的計算大小，在追加字串的時候分配空間大小，如果未進行分配，那麼追加的字串有可能覆蓋已經儲存到記憶體空間的字串； 例如記憶體空間儲存zzz \ 0kkk\0; 儲存zzz 的時候所佔用3 個位，加一個未分配空間1位，如果向zzz字串進行追加一個ggg， 那麼在未進行計算分配空間的情況下原有的數據會變成zzzggg\0k\0, 很直覺的發現記憶體溢出， 第一個字串就覆蓋至第二個字串的部分內容；

所以redis 的操作內容空間是杜絕內存溢出，並且能夠儲存圖片，視頻等二進制數據，如果是c語言操作儲存，二進位文件中一個\0就可能導致內存洩漏，緩衝區溢出等，故c語言一般只操作文本文件；

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