标签：字符 面试题 Q339 SDS Redis 存储 数组 字符串 长度

Redis有5种数据类型：字符串、哈希表、列表、集合、有序集合。这5种数据类型由8种数据结构具体实现。Redis是C语言开发的。C语言的字符串，本质是一个char字符数组，且最后一个元素是字符$' \backslash 0 '$，比如字符串$'Hi'$在内存是字符数组$['H','i','\backslash 0']$。

C语言的字符串有三个缺点：第一，字符串不保存长度信息，如果要创建一个字符串，通常是先创建一个足够大的字符数组，比如char[1024]或者char*动态分配内存存储字符串，字符数组的最后一个元素一定是$'\backslash 0'$，因此字符串的实际长度最大不超过1023，如果想知道字符串的长度，需要从字符数组的第一个元素开始遍历，直到遇到$'\backslash 0'$为止，时间复杂度为\O(n); 第二，如果对字符串进行追加操作，可能会发生字符数组长度不够的情况，需要重新构造一个更大的字符数组，然后把旧字符数组复制到新字符数组，多次内存分配影响性能; 再次，多字节字符串存储问题，比如UTF-8，考虑到不可预计的需求，字符串数组应当不对存储的字符类型做任何预设，可以存储ASCII码，可以存储多字节码，也可以存储其他格式或者用户自定义格式。

Redis的字符串类型，称之为SDS（Simple Dynamic String）类型。跟C语言字符串相比，SDS的内部有长度变量，获取字符串长度是时间复杂度是$O(1)$，也有字符数组剩余可用长度，以方便追加字符串计算。SDS对字符串追加进行优化，如果新字符串的长度不超过字符数组长度，直接追加，如果超过，则重新分配空间，具体实现是，如果新字符串长度小于1M，那么新分配空间是新字符串长度2倍，如果新字符串长度等于或者大于1M，新分配空间是新字符串长度+1M，SDS最大长度是512M。SDS是二进制安全的，能存储任意数据类型，比如一个JPEG图像，或者一个序列化后的Java对象、Ruby对象、Python对象。

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