1. 引言

Redis沒有直接使用C語言的標準字符串（以\0結尾的字符數組），而是自定義了SDS（Simple Dynamic String）。SDS是Redis的基礎數據結構之一，廣泛用于鍵值存儲、命令參數等場景。本篇將深入剖析SDS的實現原理、優勢以及源碼細節。

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2. 為什么不用C標準字符串？

C字符串存在以下問題：

• 緩沖區溢出：strcat等操作可能越界。
• 長度計算：需要遍歷到\0，時間復雜度O(n)。
• 內存管理：頻繁的拼接和釋放效率低下。

SDS通過額外的元數據和優化策略，解決了這些問題，成為Redis高性能的基石。

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3. SDS的結構體定義

SDS的定義在src/sds.h和src/sds.c中。Redis 3.2之后引入了多種SDS類型以節省內存，但核心思想一致。我們以最基本的SDS結構為例：

代碼片段（sds.h）：

typedef char *sds;struct sdshdr {unsigned int len;    // 已使用長度unsigned int free;   // 未使用長度char buf[];          // 實際存儲數據的柔性數組
};

• len：記錄字符串的實際長度，避免遍歷。
• free：記錄剩余可用空間，支持動態擴展。
• buf：存儲字符串內容，緊跟結構體。

硬核點：SDS的內存布局是連續的，sds指針直接指向buf，而通過指針偏移可以訪問sdshdr。

Mermaid內存布局圖：

classDiagramclass SDS {-len: uint-free: uint-buf: char[]}note for SDS "sds指針指向buf起始地址"

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4. SDS的核心操作解析

4.1 創建SDS（sdsnew()）

代碼片段（sds.c）：

sds sdsnew(const char *init) {size_t initlen = (init == NULL) ? 0 : strlen(init);return sdsnewlen(init, initlen);
}sds sdsnewlen(const void *init, size_t initlen) {struct sdshdr *sh;size_t alloc = initlen;sh = zmalloc(sizeof(struct sdshdr) + alloc + 1); // +1 為\0sh->len = initlen;sh->free = 0;if (init) memcpy(sh->buf, init, initlen);sh->buf[initlen] = '\0';return (char*)sh->buf;
}

硬核解析：

• zmalloc()：Redis自定義的內存分配器。
• 內存分配包括sdshdr頭部和buf（加1字節存放\0以兼容C函數）。
• 返回值是buf的地址，隱藏了頭部信息。

4.2 拼接SDS（sdscat()）

代碼片段（sds.c）：

sds sdscat(sds s, const char *t) {return sdscatlen(s, t, strlen(t));
}sds sdscatlen