sds(简单动态字符串)

        Redis的String底层数据结构实现并没有直接使用C语言中的字符串，Redis中为了实现方便的扩展，考虑到安全和性能，自己定义了一个结构用来存储字符串，这个数据结构就是：简单动态字符串(Simple Dynamic String 简称sds)，并将 SDS 用作 Redis 的默认字符串。

SDS的数据结构定义

/*
 * redis中保存字符串对象的结构
 */
struct sdshdr {
    //用于记录buf数组中使用的字节的数目，和SDS存储的字符串的长度相等 
    int len;
    //用于记录buf数组中没有使用的字节的数目 
    int free;
    //字节数组，用于储存字符串
    char buf[]; //buf的大小等于len+free+1，其中多余的1个字节是用来存储’\0’的
};

例如：当free=0时，表示当前sds的buf[]没有任何未使用的数据空间，结构如下图1；free = 5 和 len = 5，表示带有5个未使用空间的SDS，结构如下图2。

SDS和C字符串的区别

• 1.获取字符串长度

由于C字符串没有记录自身的长度信息，所以获取C字符串长度的时候，必须遍历整个字符串，其时间复杂度是O(n)，而SDS中有len属性，所以在获取其长度时，时间复杂度为O(1)。

        2.内存分配释放策略

• 对于C字符串而言，不管是字符串拼接，还是字符串缩短，都要扩展底层的char数组的空间大小，再将旧char数据拷贝过来。

• SDS的内存分配策略就不一样，可以概括为预分配 + 惰性释放。

#1.SDS内存分配策略：预分配
（1）如果对SDS字符串修改后，len的值小于1MB，那么程序会分配和len同样大小的空间给free，此时len和free的值是相同。
例如：如果SDS的字符串长度修改为15字节，那么会分配15字节空间给free，SDS的buf属性长度为15（len）+15（free）+1（空字符） = 31字节。
 
（2）如果SDS字符串修改后，len大于等于1MB，那么程序会分配1MB的空间给free。
例如：SDS字符串长度修改为50MB那么程序会分配1MB的未使用空间给free，SDS的buf属性长度为 50MB（len）+1MB（free）+1byte（空字符）。
 
#2.SDS内存释放策略：惰性释放
    当需要缩短SDS字符串时，程序并不立刻将内存释放，而是使用free属性将这些空间记录下来，实际的buf大小不会变，以备将来使用。

      3.缓冲区溢出问题

SDS的字符串的内存预分配策略能有效避免缓冲区溢出问题；C字符串每次操作增加长度时，都要分配足够长度的内存空间，否则就会产生缓冲区溢出（buffer overflow）。

      4.二进制安全

        （1）C字符串的编码是ASCII编码，在字符串的末尾是以”\0“结束，也就是空字符，所以在字符串中不能包含空字符，要不然会让程序误以为结束，这也限制了C字符串只能保存文本数据，不能保存图片，音频，视频等二进制数据。

        （2）SDS以二进制存储数据的，可以存储任意数据。因此不管buf保存什么格式的数据，都是存入什么数据，读取就什么数据，二进制安全

      5.SDS兼容部分C字符串函数

SDS总会在buf[]数组分配空间时，多分配一个字节来存储空字符(’\0’)，便于重用C中的函数。