SDS

引言 在Redis中，我们使用SET和GET命令操作字符串，看起来和C语言的字符串没什么区别。但实际上，Redis并没有使用C语言传统的字符串表示（以空字符’\0’结尾的字符数组），而是自己实现了一种名为SDS（Simple Dynamic String，简单动态字符串）的抽象类型。 为什么要重新实现字符串？SDS有什么优势？今天我们深入源码，揭开SDS的神秘面纱。 一、C字符串的局限性 1.1 C字符串的表示 // C语言字符串 char str[] = "Redis"; // 内存布局 +---+---+---+---+---+---+ | R | e | d | i | s | \0| +---+---+---+---+---+---+ 0 1 2 3 4 5 1.2 存在的问题 问题1：获取字符串长度O(n) // 需要遍历整个字符串直到遇到'\0' size_t len = strlen(str); // O(n) 时间复杂度 // 对于频繁获取长度的场景（如Redis命令），性能损失严重 问题2：不支持二进制数据 // C字符串以'\0'作为结尾标志 char binary_data[] = {0x01, 0x02, 0x00, 0x03}; // ❌ 无法正确处理 // strlen会在遇到0x00时停止，认为字符串结束 // 导致无法存储图片、音频等二进制数据 问题3：容易缓冲区溢出 char dest[5] = "Hi"; char src[] = "Redis"; // ❌ 危险操作：没有检查dest空间是否足够 strcat(dest, src); // 缓冲区溢出！破坏相邻内存 问题4：内存重分配频繁 // 字符串拼接需要重新分配内存 char *str = malloc(6); strcpy(str, "Redis"); // 追加内容，需要重新分配 str = realloc(str, 12); // 每次都要重新分配，性能差 strcat(str, " Fast"); 问题5：不兼容部分C函数 // 很多C函数假设字符串以'\0'结尾 // 对于包含'\0'的二进制数据，这些函数无法正常工作 1.3 Redis的需求 Redis作为高性能数据库，对字符串的需求： ...

引言 在Redis的五大基础数据类型中，String是最基础、最常用的一种。据统计，在实际生产环境中，80%以上的Redis键都是String类型。 但String远不止"字符串"这么简单。它可以： 存储任意二进制数据（文本、数字、图片、序列化对象） 作为计数器（原子性递增/递减） 实现分布式锁 存储位图数据 今天我们从第一性原理出发，理解String的本质和强大之处。 一、String的本质 1.1 不只是字符串 在Redis中，String类型的"String"是一个容易误导人的名字。它实际上是： 二进制安全的字节数组（Binary Safe Byte Array） 这意味着： ✅ 可以存储文本：“hello world” ✅ 可以存储数字：123456 ✅ 可以存储JSON：{"name":"Redis"} ✅ 可以存储序列化对象：Java对象、Protobuf ✅ 可以存储二进制数据：图片、音频（理论上，但不推荐） 1.2 底层实现：SDS Redis使用自己实现的简单动态字符串（Simple Dynamic String, SDS），而不是C语言原生的字符串。 C字符串的问题： char* str = "hello"; // 问题1：获取长度需要遍历，O(n) int len = strlen(str); // 问题2：不是二进制安全，遇到\0就截断 char* binary = "hello\0world"; // 只能读到"hello" // 问题3：缓冲区溢出风险 strcat(str, " world"); // 可能溢出 SDS的优势： struct sdshdr { int len; // 已使用长度 int free; // 剩余可用空间 char buf[]; // 实际存储的字节数组 }; 优势： O(1)时间获取长度：直接读取len字段 二进制安全：不依赖\0判断结束 预分配空间：减少内存分配次数 惰性释放：空间不立即释放，可重用 1.3 内存占用 一个简单的String在Redis中的内存占用： ...