前言

???????? 最近在学习Redis相关的知识，在看Redis五种基本数据类型时，发现里边的字符串类型和以前C语言的不一样，他是Redis内部重新实现的一种数据类型--简单动态字符串（SDS）。C语言的字符串必须以‘\0’结尾，字符串的中间不能包含'\0'，这些限制使得C语言字符串只能保存文本数据。二Redis的sds字符串除了C语言的文本字符串外，还可以保存图片、音频、视频、压缩文件等二进制数据。下面，我们看看这个神奇的SDS的数据结构、原理、及优点。

提示：以下是本篇文章正文内容，下面案例可供参考

一、Redis SDS是什么？

???????? simple dynamic string--简称SDS，即简单动态字符串。它可以保存C语言字符串，这种无需对字符串值进行修改的地方，如日志记录；还可以用于可修改的字符串值的情景，如Redis的数据库里包含字符串的键值对。

二、Redis SDS数据结构

本文的源码来自 redis-6.2.6\redis-6.2.6\deps\hiredis\sds.h

struct __attribute__ ((__packed__)) hisdshdr32 {
    uint32_t len; /* used */
    uint32_t alloc; /* excluding the header and null terminator */
    unsigned char flags; /* 3 lsb of type, 5 unused bits */
    char buf[];
};

len属性记录的是字符串的长度，不包含结尾的‘\0’。这是为了兼容C语言字符串，可以方便的重用C语言的一些库函数。
free属性记录sds字符串中剩余的空闲空间。正是因为sds中有预留的空间，在字符串扩展操作时，不用每次都申请内存，并拷贝，提高了操作效率。
buf里是实际的字符串保存的地方，他的内存长度为len+free+1。其中有效的字符串长度为len，len之后总是接着一个'\0'。这样，buf里面是C字符串时，可以使用C的字符串库进行操作buf。

三、Redis SDS优点

1、常数复杂度获取字符串长度；

sds结构中有len属性，所以我们取字符串长度时，不需要像C语言字符串那样，需要遍历一遍字符串，才能知道字符串的长度。

2、可以防止缓冲区溢出；

sds操作字符串扩展操作时，首先会判断free属性是否足够存放新增部分字符串，如果不够，会先扩展buf的空间，然后再执行字符串的扩展操作，所以sds的字符串扩展操作不会导致缓存区溢出。而C语言在字符串扩展时，strcat并不检查目标缓存区有足够的空间，所以有缓存区溢出风险，这些风险，都需要程序员来预防。

3、可以减少修改字符串时带来的内存重新分配的次数；

sds操作字符串时，只有free空间不足时，才会触发内存重新分配，扩展内存空间。它的扩展策略是：len小于1M时，扩展的内存空间等于len+1字节；len大于1M时，扩展的内存空间是1M+1字节。通过这种策略，可以避免字符串操作是频繁的景象内存扩展操作。这是C语言字符串不具备的性能优势。

4、采用惰性空间释放；

当进行字符串收缩操作时，并不释放多余的空间，而是把多出的空间记录进free属性，避免了内存重新分配，同时新增的空间可以方便以后字符串扩展操作时使用。

5、二进制安全；

C语言字符串必须以’\0’结尾，且字符串中间位置不能含有’\0’。而sds字符串不受这些限制，因为他记录的字符串长度保存在len属性，只要是len之内的内容，都算是字符串的值，而不是字符串结束标识符。sds除了可以保存文本字符串之外，还可以保存诸如图片、音频、视频、压缩文件等二进制文件。sds使用buf来保存字节数据的，而不只是字符串数据，所以它比C字符串更强大。