Redis中SDS和C字符串的区别有哪些

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redis底层没有使用“C字符串”来表示,而是用自己构建的“SDS抽象类型”进行默认字符串表示。

C字符串

C字符串储存的数据,最后会有一个空字符结尾. 举个例子,比如说 "redis" 他实际的形式就是  'R' 'E' 'D' 'I' 'S' '\0'

SDS（动态字符串）

SDS 是 redis 构建的一种抽象类型，主要用于储存 redis 的默认字符串表示、AOF 模块中的 AOF 缓冲区、客户端状态输入缓冲区。

SDS抽象类型内容有:

• int len, 用来记录字符串的长度

• int free, 用来记录buf数组中未使用的字节的数量

• char buf[],字节数组用来保存字符串

SDS结构如下图所示

区别

1、在求长度的时候

C字符串要进行遍历才可以知道该字符串的长度 复杂度 O(n).

SDS只需要访问内部的len属性即可 时间复杂度O(1).

2、缓冲区溢出问题

C字符串 设置了一个S1为 “redis” ,但是底层有一个跟他相邻的S2为“abc”,然后这里如果通过函数 strcat 把S1拼接S3 "ccc",然后最后结果应该是 “redisccc”, 但是如果本身给S1设置内存不够的话,这样会导致把与它相邻的S2进行修改。

SDS 这里会先根据空间是否够用,不够则扩展空间到够位置,并且会多添加len长度的free未使用的空间,比如说redis字符串的长度为5,然后还会空间预分配同等的长度5,最后实际空间长度为 free + len + 1 为 10。

3、字符串内存分配

c字符串,当给某个字符串加数据或减少数据的时候, 就会重新申请内存 但是如果过多的申请必然会导致性能的下降，更改N次则分配N次。

SDS 内部使用两种机制 惰性空间释放跟空间预分配

空间预分配：

空间预分配：指当我们进行一次空间分配以后,我们会在原有基础上再多分配len长度的空间

这里SDS长度小于1M的时候是 free = len,举个例子若SDS长度为 6byte 则实际的空间为 6byte + 6byte + 1byte

大于1M的时候只会多分配1M。free = 1M, 举个例子若SDS长度为60M 则实际空间为 60M + 1M + 1byte

惰性空间释放

当我们对某个字符串进行减少的时候，程序并不立即使用内存重新分配来回收缩短后的字节，而是通过free记录起来，以供后续使用，SDS也提供了相应的API，防止惰性空间导致内存浪费。

4、二进制安全

c字符串最后是由空字符结尾,但是如果有些特殊的数据需要空字符，会导致数据无法保存会导致提前识别第一个空字符之前的数据。 SDS 因为SDS是根据长度来进行识别字符串的所以可以保证数据的正确。

5、兼容部分C语言的函数 因为SDS也遵循C的以空字符为结尾,所以它可以使用C里面的一些函数

总结

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