【愚公系列】2022年05月 .NET架构班 046-分布式中间件 Redis存储原理之string

前言

1.SDS概念

Redis中字符串的实现，Simple Dynamic String简单动态字符串，是一数据结构。

Redis是用C语言实现的，但C语言本身没有字符串类型（只能用字符数组 char[]实现）。所以就会有以下问题：

使用字符数组必须先给目标变量分配足够的空间，否则可能会溢出。

如果要获取字符长度，必须遍历字符数组，时间复杂度是 O(n)。

C 字符串长度的变更会对字符数组做内存重分配。

通过从字符串开始到结尾碰到的第一个’

通过从字符串开始到结尾碰到的第一个’\0’来标记字符串的结束，因此不能保 存图片、音频、视频、压缩文件等二进制(bytes)保存的内容，二进制不安全。

’来标记字符串的结束，因此不能保 存图片、音频、视频、压缩文件等二进制(bytes)保存的内容，二进制不安全。

而SDS的特点：

不用担心内存溢出问题，如果需要会对SDS进行扩容。

获取字符串长度时间复杂度为 O(1)，因为定义了len属性。

通过“空间预分配”（ sdsMakeRoomFor）和“惰性空间释放”，防止多次重分配内存。

判断是否结束的标志是 len 属性（它同样以’

判断是否结束的标志是 len 属性（它同样以’\0’结尾是因为这样就可以使用 C语言中函数库操作字符串的函数了），可以包含’\0’。

’结尾是因为这样就可以使用 C语言中函数库操作字符串的函数了），可以包含’

判断是否结束的标志是 len 属性（它同样以’\0’结尾是因为这样就可以使用 C语言中函数库操作字符串的函数了），可以包含’\0’。

’。

一、Redis存储原理之string

1. string结构

redisObject 结构如下：

typedef struct redisObject { unsigned type:4; /* 对象的类型，包括：OBJ_STRING、OBJ_LIST、OBJ_HASH、OBJ_SET、OBJ_ZSET */ unsigned encoding:4; /* 具体的数据结构 */ unsigned lru:LRU_BITS; /* 24 位，对象最后一次被命令程序访问的时间，与内存回收有关 */ int refcount; /* 引用计数。当 refcount 为 0 的时候，表示该对象已经不被任何对象引用，则可以进行垃圾回收了 */ void *ptr; /* 指向对象实际的数据结构 */ } robj;

SDS结构如下：

/* sds.h */ struct __attribute__ ((__packed__)) sdshdr8 { uint8_t len; /* 当前字符数组的长度 */ uint8_t alloc; /*当前字符数组总共分配的内存大小 */ unsigned char flags; /* 当前字符数组的属性、用来标识到底是 sdshdr8 还是 sdshdr16 等 */ char buf[]; /* 字符串真正的值 */ };

2.string编码类型

字符串的编码有三种：

int:存储 8 个字节的长整型（long，2^63-1）。大小超过了 long 的范围 （2^63-1=9223372036854775807）时会自动转成embstr。

embstr:代表 embstr 格式的 SDS（Simple Dynamic String 简单动态字符串）， 存储小于 44 个字节的字符串。分配一次内存空间，而且是只读的。

raw:存储大于 44 个字节的字符串（3.2 版本之前是 39 字节）。分配二次内存空间。

3.应用场景

Redis 分布式

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