Redis-数据结构02-简单动态字符串(sds)

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一：sds的结构体
简单动态字符串（Simple Dynamic Strings，SDS）是Redis的基本数据结构之一，用于存储字符串和整型数据。SDS兼容C语言标准字符串处理函数，且在此基础上保证了二进制安全，等同于Java当中的String类的实现

上面这句话是官方定义，然而SDS的实现我个人觉得和C++的string类基本差不多都是由长度来控制char数组，而不是c语言的’\0’，所以我们可以简单的认为sds大致的结构体如下

struct sds {int len;// buf 中已占用字节数int free;// buf 中剩余可用字节数char buf[];// 数据空间
};

上述结构体int占用4个字节，假如我只存放一个很短的字符串，int依然很大，就这个问题，redis将字符串拆分成了5种情况

#define SDS_TYPE_5  0 //字符串长度小于32的，比如"abcd"长度=4
#define SDS_TYPE_8  1 //字符串长度小于2的8次方的
#define SDS_TYPE_16 2 //字符串长度小于2的16次方的
#define SDS_TYPE_32 3 //字符串长度小于2的32次方的
#define SDS_TYPE_64 4 //字符串长度小于2的64次方的

SDS_TYPE_5的结构体定义

struct sdshdr5 {unsigned char flags; /* 低3位存储类型, 高5位存储长度 */char buf[];/*柔性数组，存放实际内容*/
};

SDS_TYPE_8的结构体定义

struct sdshdr8 {uint8_t len; /* 已使用长度，用1字节存储 */uint8_t alloc; /* 总长度，用1字节存储*/unsigned char flags; /* 低3位存储类型, 高5位预留 */char buf[];/*柔性数组，存放实际内容*/
};

SDS_TYPE_16的结构体定义

struct sdshdr16 {uint16_t len; /*已使用长度，用2字节存储*/uint16_t alloc; /* 总长度，用2字节存储*/unsigned char flags; /* 低3位存储类型, 高5位预留 */char buf[];/*柔性数组，存放实际内容*/
};

SDS_TYPE_32的结构体定义

struct sdshdr32 {uint32_t len; /*已使用长度，用4字节存储*/uint32_t alloc; /* 总长度，用4字节存储*/unsigned char flags;/* 低3位存储类型, 高5位预留 */char buf[];/*柔性数组，存放实际内容*/
};

SDS_TYPE_64的结构体定义

struct sdshdr64 {uint64_t len; /*已使用长度，用8字节存储*/uint64_t alloc; /* 总长度，用8字节存储*/unsigned char flags; /* 低3位存储类型, 高5位预留 */char buf[];/*柔性数组，存放实际内容*/
};

上述结构体定义我省略了’attribute((packed))’，redis原定义是

// 其中__attribute__((__packed__))表示取消字节对齐，为了更省内存
// 同时，若没有packed的修饰，还需要对不同结构进行处理，实现更复杂
struct __attribute__((__packed__))sdshdrXXX

二：sds释放内存

void sdsclear(sds s) {sdssetlen(s, 0); //统计值len归零s[0] = '\0';//清空buf
}

为了优化性能（减少申请内存的开销），SDS提供了不直接释放内存，而是通过重置统计值达到清空目的的方法——sdsclear。该方法仅将SDS的len归零，此处已存在的buf并没有真正被清除，新的数据可以覆盖写，而不用重新申请内存。
三：sds字符串拼接
字符串拼接使用memcpy函数，下面是redis字符串拼接的原理（不是源代码，但是与源代码原理本质上是相同的）

char a[] = "def";
char b[6] = "ABC";
memcpy(b+3,a,3);
// 打印出ABCdef
for (char c:b) {std::cout << c << std::endl;
}

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