Redis 简单动态字符串（SDS）

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（额外分配）。

添加空字符到字符串结尾的操作由 SDS 函数自动完成，对于使用者来说完全透明。

设置和更新 SDS 长度的工作由 SDS 的 API 在执行时自动完成，所以无需手动进行任何手动修改长度的工作。

一、SDS 的空间分配策略

当 API 需要对 SDS 进行修改时，API 会先检查 SDS 的空间是否满足需求，如果不够，API 会自动将 SDS 的空间扩展，然后执行修改操作。（检查和扩容避免了缓冲区溢出，缓冲区即上次分配空间后的使用剩余空间）

1.空间预分配

用于字符串增长操作：

• 如果 SDS 修改之后长度 len 小于 1MB，将分配和 len 属性同样大小的未使用空间，此时 len 和 free 属性值相同。
• 如果 SDS 修改后长度 len 大于等于 1MB，将分配 1MB 的未使用空间。比如，如果修改后 SDS 的长度变为 30MB，那么将分配 1MB 的未使用空间，则 SDS 的 buf 数组长度变为 30MB + 1MB + 1byte。

通过预分配策略，减少了连续执行字符串增长操作所需的内存重分配次数。

2.惰性空间释放

用于字符串缩短操作：当 SDS 的 API 需要缩短 SDS 保存的字符串，并不会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 属性将字节数量保存，等待将来使用。

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，并未将来可能的增长操作提供了优化。

SDS 也提供了相应的 API 用于在有需要时真正释放 SDS 的未使用空间，所以不用担心惰性空间释放策略造成内存浪费。

二、二进制安全

C 字符串除了末尾之外，不能包含空字符，因为 C 字符串通过空字符判断字符串的结尾，这些限制使得 C 字符串只能保存文本数据，而不能保存图片、音频、视频、压缩文件等二进制数据。

SDS 的 API 都是二进制安全的，都会以处理二进制的方式处理 SDS 存放在 buf 数组中的数据。

SDS 通过 len 属性的值而不是空字符来判断字符串是否结束。

二进制安全的 SDS 使得 Redis 不仅可以保存文本数据，还可以保存任意格式的二进制数据。

参考：《Redis 设计与实现》