Redis的String物件

Redis沒有直接使用C語言傳統的字串表示（以空字元結尾的字元陣列，以下簡稱C字串），而是自己構建了一種名為簡單動態字串（simple dynamic string，SDS）的抽象型別，並將SDS用作Redis的預設字串表示。

在Redis裡面，C字串只會作為字串字面量用在無需對字串值進行修改的地方，比如列印日誌。

SDS的定義

struct sdshdr{
    int len;//記錄buf陣列中使用位元組的數量，但不包括空字元
    int free;//記錄buf陣列中未使用位元組的數量；
    char buf[];//字元陣列
}

如圖：

SDS與C字串的區別（重點）

1. 常數複雜度獲取字串長度
   C字串本身不記錄自身的長度資訊，當需要獲取本身的長度時就不需迴圈，對遇到的字元進行記數，直到遇到代表字串結尾的空字元為止，這個操作的時間複雜度為O(N)；而SDS本身記錄的自身的長度len，故可以以O(1)的時間複雜度獲取字串長度
2. 杜絕緩衝區溢位
   C字串不記錄自身的長度，所以strcat假定使用者在執行這個函式時，已經為dest（目標字串）分配了足夠多的記憶體，可以容納src（源字串）字串的所有內容，而一旦這個假定不成立時，就會產生緩衝區溢位。
   

與C字串不同，SDS的空間分配策略杜絕了發生緩衝區溢位的可能性；當SDSAPI需要對SDS進行修改時，API會先檢查SDS的空間是否滿足修改所需的要求；如果不滿足的話，API會自動將SDS的空間擴充套件至執行修改所需的大小（當出現上圖情況，SDS會怎麼處理？），然後才執行實際的修改操作，所以使用SDS既不需要手動修改SDS的空間大小（C語言中需要自己分配空間，修改字元陣列的空間大小），也不會出現前面所說的緩衝區溢位問題。

1. 減少修改字串時帶來的記憶體重分配次數
   兩個策略：（1）空間預分配；（2）惰性空間釋放
   為什麼SDS會減少修改字串時帶來的記憶體重分配次數，其實是跟它的分配策略是相關的。
   當進行拼接操作時，SDS會擴充空間，擴充多少空間呢？會擴充至拼接後len*2+1（1是空字元所佔用的位元組），比如原來有8個字元，1個空字元（即，len為8），但free是0，此時需要拼接“hello”，明顯空間不足，SDS將會分配空間，最終len等於13，free等於13，總共的空間為len+free+1。SDS不像C一樣，每次擴充至剛剛好夠用的空間，它會預留一些空間讓下次可能會進行的再拼接使用，所以因為這個策略，SDS就減少了修改字串帶來的記憶體重分配次數。即，C語言修改字元N次，它必須進行記憶體重分配N次；SDS修改字元N次，它最多進行記憶體重分配N次。（這種策略叫“空間預分配”）
   以上所講都是拼接strcat的情況，那如果進行釋放trim的情況呢？
   當SDS的API需要縮短SDS儲存的字串時，程式並不立即使用記憶體重分配來回收縮短後多出來的位元組，而是使用free屬性將這些位元組的數量記錄起來，並等待將來使用。（這種策略叫“惰性空間釋放”）
   

2. 二進位制安全
   C字串裡面不能包含空字元，否則最先被吃呢工序讀入的空字元將誤認為是字串結尾，這些限制使得C字串只能儲存文字資料，而不能儲存像圖片、音訊、視訊、壓縮檔案這樣的二進位制資料。
   SDS的API都是二進位制安全的，所有SDS API都會以二進位制的方式來處理SDS存放在buf陣列李的資料，程式不會對其中的資料做任何限制、過濾或者假設，資料在寫入時是什麼樣的，它讀取時就是什麼樣。
   這也是我們將SDS的buf屬性稱為位元組陣列的原因——Redis不是用這個陣列來儲存字元，而是用它來儲存一系列二進位制資料。