从SDS开启Redis源码分析之旅（redis源码分析sds）

Redis是一个高性能键值存储系统，它支持多种数据结构，包括字符串、哈希表、列表、集合等，并提供了多种操作这些数据结构的命令。Redis使用内存存储数据，同时支持数据的持久化，可以将内存中的数据定时或者根据条件写入磁盘中，从而保证数据不会丢失。

在Redis的源代码中，SDS是一个非常重要的数据类型，它是Redis自己实现的字符串类型，相比于C语言中的字符串类型，SDS具有以下优点：

1. 常数时间复杂度的获取字符串长度

2. 杜绝缓冲区溢出的风险

3. 减少内存重分配的次数

下面我们来一起从SDS开始，探索Redis源码的奥秘。

SDS的定义

我们可以在sds.h头文件中看到SDS的定义：

typedef char* sds;
struct sdshdr {
    int len;
    int free;
    char buf[];
};

其中，SDS字符串实际上就是一个char*类型的指针，它指向一个struct sdshdr类型的结构体变量。这个结构体变量包含了SDS字符串的长度、剩余可用空间和实际存储数据的缓冲区域等信息。

SDS的特点

上文已经提到了SDS相比于C语言中的字符串类型具有的优点，接下来我们从代码层面来看看这些优点是如何实现的。

1. 常数时间复杂度的获取字符串长度

我们可以看到，SDS结构体中有一个len变量，它存储了SDS字符串的长度。而且在SDS结构体定义中，len和buf之间并没有中间变量，这也就意味着SDS可以O(1)地获取字符串长度，而无需像C语言中的字符串一样，需要遍历整个字符串。

2. 杜绝缓冲区溢出的风险

在SDS结构体中，除了len变量之外，还有一个free变量，它存储了SDS字符串中可用的空间。这样，当SDS需要增加内容时，就可以先检查free是否足够，如果足够，则直接写入，如果不够，则可以通过内存重分配来扩大buf的大小，从而避免了缓冲区溢出的风险。

3. 减少内存重分配的次数

在SDS中，当需要扩大buf的大小时，不是每次都需要重新申请一块内存。而是通过调用realloc函数，将原始的buf的大小加上需要增加的大小得到一个新的buf。这种方法可以避免多次申请内存的开销和内存碎片的产生，从而减少了内存的浪费。

总结

从SDS开始，我们可以看到Redis源码中的精妙之处。在实现SDS时，Redis为了达到高性能、高可靠性的要求，进行了多方面的优化。学习Redis源码可以帮助我们更加深入地理解Redis的内部运作机制，提高程序设计能力。