Redis--数据结构与对象-简单动态字符串
redis> SET msg "hello world"
OK
客户端执行这个命令然后发生什么？？
Redis 将在数据库中创建了一个新的键值对， 其中：
键值对的键是一个字符串对象， 对象的底层实现是一个保存着字符串 “msg” 的 SDS 。
键值对的值也是一个字符串对象， 对象的底层实现是一个保存着字符串 “hello world” 的 SDS 。
SDS？What is it？
官方一点的回答
Redis 没有直接使用 C 语言传统的字符串表示（以空字符结尾的字符数组，以下简称 C 字符串）， 而是自己构建了一种名为简单动态字符串（simple dynamic string，SDS）的抽象类型， 并将 SDS 用作 Redis 的默认字符串表示。
具体一点
struct sdshdr {
// 记录 buf 数组中已使用字节的数量
// 等于 SDS 所保存字符串的长度
int len;
// 记录 buf 数组中未使用字节的数量
int free;
// 字节数组，用于保存字符串
char buf[];
};
emmmm，三个属性
形象一点
哦？三个属性是啥意义来着？？
一个记录已使用的字节的数量，一个记录未使用的字节的数量，字节数组用来保存字节
- free 属性的值为 0 ， 表示这个 SDS 没有分配任何未使用空间。
- len 属性的值为 5 ， 表示这个 SDS保存了一个五字节长的字符串
- buf 属性是一个 char 类型的数组， 数组的前五个字节分别保存了 ‘R’ 、 ‘e’ 、 ‘d’ 、‘i’ 、 ‘s’ 五个字符， 而最后一个字节则保存了空字符 ‘\0’ 。
为什么结尾有个’\0’？？
SDS 遵循 C 字符串以空字符结尾的惯例， 保存空字符的 1 字节空间不计算在 SDS 的 len 属性里面， 并且为空字符分配额外的 1 字节空间， 以及添加空字符到字符串末尾等操作都是由 SDS 函数自动完成的， 所以这个空字符对于 SDS 的使用者来说是完全透明的。
遵循空字符结尾这一惯例的好处是， SDS 可以直接重用一部分 C 字符串函数库里面的函数。
此时好像还没看出SDS有啥优势，别急 Look at
1常数复杂度获取字符串长度
c语言获取字符串长度得遍历一遍字符串吧，复杂度为O(n) ，但是SDS 在 len 属性中记录了 SDS 本身的长度， 所以获取一个 SDS 长度的复杂度仅为 O(1) ，然后就有一个简单的API
STRLEN key //获取字符串长度
随便用，反正时间复杂度是O(1)
2 杜绝缓冲区溢出
当 SDS API 需要对 SDS 进行修改时， API 会先检查 SDS 的空间是否满足修改所需的要求， 如果不满足的话， API 会自动将 SDS 的空间扩展至执行修改所需的大小， 然后才执行实际的修改操作， 所以使用 SDS 既不需要手动修改 SDS 的空间大小， 也不会出现前面所说的缓冲区溢出问题。
怎么扩容？？
–两种技术
2.1 空间预分配
空间预分配用于优化 SDS 的字符串增长操作： 当 SDS 的 API 对一个 SDS 进行修改， 并且需要对 SDS 进行空间扩展的时候， 程序不仅会为 SDS 分配修改所必须要的空间， 还会为 SDS 分配额外的未使用空间。
简单的阐述一下
如果进行修改之后， SDS 的 len 将变成 13 字节， 那么程序也会分配 13 字节的未使用空间， SDS 的 buf 数组的实际长度将变成 13 + 13 + 1 = 27 字节（额外的一字节用于保存空字符）
如果对 SDS 进行修改之后， SDS 的长度将大于等于 1 MB ， 那么程序会分配 1 MB 的未使用空间
也就是说1mb之前free=len+1，1mb之后free=1mb
好处：通过这种预分配策略， SDS 将连续增长 N 次字符串所需的内存重分配次数从必定 N 次降低为最多 N 次。
2.2 惰性空间释放
惰性空间释放用于优化 SDS 的字符串缩短操作： 当 SDS 的 API 需要缩短 SDS 保存的字符串时， 程序并不立即使用内存重分配来回收缩短后多出来的字节， 而是使用 free 属性将这些字节的数量记录起来， 并等待将来使用。
好处：通过惰性空间释放策略， SDS 避免了缩短字符串时所需的内存重分配操作， 并为将来可能有的增长操作提供了优化。
与此同时， SDS 也提供了相应的 API ， 让我们可以在有需要时， 真正地释放 SDS 里面的未使用空间， 所以不用担心惰性空间释放策略会造成内存浪费
3 二进制安全
C 字符串只能保存文本数据， 而不能保存像图片、音频、视频、压缩文件这样的二进制数据。
Redis 可以适用于各种不同的使用场景， SDS 的 API 都是二进制安全的（binary-safe）： 所有 SDS API 都会以处理二进制的方式来处理 SDS 存放在 buf 数组里的数据， 程序不会对其中的数据做任何限制、过滤、或者假设 —— 数据在写入时是什么样的， 它被读取时就是什么样。
这也是我们将 SDS 的 buf 属性称为字节数组的原因 —— Redis 不是用这个数组来保存字符， 而是用它来保存一系列二进制数据。
4 兼容部分C字符串函数
虽然 SDS 的 API 都是二进制安全的， 但它们一样遵循 C 字符串以空字符结尾的惯例： 这些 API 总会将 SDS 保存的数据的末尾设置为空字符， 并且总会在为 buf 数组分配空间时多分配一个字节来容纳这个空字符， 这是为了让那些保存文本数据的 SDS 可以重用一部分
作用
除了用来保存数据库中的字符串值之外， SDS 还被用作缓冲区（buffer）： AOF 模块中的 AOF 缓冲区， 以及客户端状态中的输入缓冲区， 都是由 SDS 实现的
Redis命令搜索