前言：
redis是用C写的，但是并没有使用C语言的传统字符串，C语言传统字符串是以\0为结尾的字符数组。而是使用简单动态字符串（simple dynamic string，SDS）作为redis默认字符串的表示。SDS除了是字符串对象的底层实现，还作为缓冲区（buffer）：AOF模块中的AOF缓冲区，客户端状态中的输入缓冲区等等。
一、定义
每个sds.h/sdshdr结构体表示一个SDS值：
struct sdshdr {
int len;// 记录buf数组中已经使用字节的数量，等于SDS所保存字符串的长度。
int free;// 记录buf数组中未使用字节的数量。
char buf [ ];// 字符数组，用于保存字符串。
}
其中：
1、buf数组最后一个字节仍然会是\0
2、SDS遵守 C字符串已空字符串结尾的惯例，空字符串不记在len属性上。添加\0空字符串到所要保存的字符串末尾都是SDS函数自动完成的。遵守这一惯例的好处是，SDS可以重用一部分C字符串数据库的函数。
二、SDS与C字符串的区别
2.1、常数复杂度获取字符串长度
C字符串获取字符串长度的时间复杂度是O(N)，而SDS获取字符串长度只需要访问len属性，时间复杂度是O(1)。确保了STRLEN等获取字符串的操作不会成为限制redis性能的瓶颈。
2.2、杜绝缓冲区溢出
C字符串本身不记录自身的长度，另一个问题就是容易造成缓冲区溢出。比如strcat函数，一般写C语言都会先分配连个字符串长度和的内存空间，但是如果你忘了，会造成缓冲区溢出。
SDS则杜绝了这种现象，API会先检查SDS的空间是否满足所需的修改，如果不满足，API会自动扩展SDS的空间 。
2.3、减少修改字符串时带来的内容重分配次数
这是最为关键的一个原因。redis会经常修改字符串。因为C字符串的长度和底层数据的长度之间存在N+1的关联，如果每次增长或者缩短一个C字符串，程序都总要对这个保存C字符串的数组进行一次内存分配。比如：
1、增长一个字符串append，执行操作之前要内存重分配来扩展底层数组大小，如果忘了还会造成缓冲区溢出。
2、阶段操作trim，程序需要通过内存重分配还释放掉那些不再使用的内存空间。
由于内存重分配设计非常复杂的算法，并且可能需要执行系统调用，所以通常是一个非常耗时的操作。如果操作较次数较少还好，但是redis作为数据库，经常被用于速度要求严苛、数据频繁修改的场合，如果继续使用C字符串，那单单是内存分配就会占去修改字符串所用时间的一大部分，如果这种修改非常频繁，可能还会对性能造成瓶颈。
2.3.1、空间预分配
用于优化SDS的字符串增长操作。当SDS的API对SDS需要进行空间扩展的时候，程序不仅会为SDS分配所需的空间，还会为SDS分配额外的未使用空间
公式如下：
1、如果最终长度小于1MB，那么会额外分配和len相同的空间
2、如果最终长度大于1MB，那么会额外分配1MB的空间
通过这种预分配策略，SDS将连续增长N词字符串所需的内存重分配次数从 必定N次减少为最多N次。
2.3.2、惰性空间释放
用于优化SDS的字符串缩短操作。SDS的API对SDS需要进行空间扩展的时候，程序不会立即缩短SDS保存的字符串，而是使用free将这些字节的数量记录下来，等待以后再使用。
通过惰性空间释放策略，SDS避免了缩短字符串带来的内存重分配操作，为将来可能有的增长操作留下了优化空间。同时，不必担心这些没有使用的内存会被浪费掉，其实还有专门的SDS的API用于释放这些内存。
2.4、二进制安全
C字符串由于末尾必定是\0，所以只能用于存储文本数据，不能用于存储二进制数据。
SDS的所有API都是二进制安全的，都会以处理二进制的方式来处理SDS存放在buf数组的数据，比如len属性的值就不是以空字符\0来判断字符串的结束。
2.5、兼容部分C字符串函数
SDS的API依然会将末尾设置为\0,所以redis可以兼容一些C语言的字符串函数，比如strcat等。这样可以避免不必要的代码重复。