Redis 底层数据结构之String
文章参考:《Redis设计与实现》黄建宏
Redis 的 string 类型底层使用的是 SDS(动态字符串) 实现的, 具体数据结构如下:
struct sdshdr {
int len; // 记录字符串长度
int free; // 记录 buf 数组中未使用字节的数量
char buf[]; // 保存字符串的字节数组
}
例如:
free = 0 代表这个 SDS 没有空闲空间存放字符
len = 5 代表这个 SDS 存放的字符串长度是 5
buf 是一个字符数组,保存了 Redis 这个五个字符 和 \0 表示结尾
对比C语言字符串
优化了获取字符串长度为 O(1)
因为 SDS 维护了一个 len 字段,这个字段的设置和更新是由 SDS 的 API 在执行时自动完成的。
杜绝缓冲区溢出
在使用 c 语言函数
strcat(s1, " Cluster")
(在 s1 字符串后面拼接另一个字符串) 时,如果忘记提前为 s1 分配足够的空间,那么 strcat 函数执行之后, 将会导致s1后面的空间内容被意外修改。
SDS API 在对 SDS 修改时,会提前检查长度时候足够,才执行相关操作, 如果长度不够,会先扩展 s 的空间, 再执行减少内存重分配
在 SDS 中, buf 数组的长度不一定是字符串+1的长度,数组里面可以包含未使用的字节,这些字节的数量保存在 free 字段中
二进制安全
举个例子,有一个字符串的字节表示是
那么,c语言会读到 Redis 之后忽略后面所有的字符串,而 SDS 因为不依靠 \0 作为结束标志,它依靠 len 字段来知道字符串到哪里结束,所以它可以保存任何数据并且是二进制安全的兼容部分 C字符串函数
虽然 SDS 是 二进制安全的,但他们都遵守在字符串末尾额外分配一个字节容纳 \0 当结尾,这就是为了让那些保存文本数据的 SDS 可以重用 <string.h> 库</string.h>
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