SDS-redis动态字符串

与C语言类似,redis自己创建了简单动态字符串SDS(Simple Dynamic String)即简单动态字符串,创建字符串类型的键值对,SDS表示字符串值,键值对的值为字符串对象

SDS用途可以做缓冲区,客户端状态输入缓冲,AOF持久化缓冲区等。

SDS结构及定义

struct sdshdr{
    int len;
    //sds字符串的长度
    int free;
   // 记录buff数组未使用的数组长度,为0则表示
    char buff[];
    // 字节数组,保存字符串,最后一个字节保存'\0'      
}

最后一个空字符不在SDS的len 属性。

SDS和C字符串区别

  1. o(1)复杂度获取字符串长度。与C不同(O(N)),C不计入字符串长度需要遍历,而SDS有自己的len属性记录长度且有自己的api更新设置。
  2. 缓冲区不会溢出。C的字符串不计入自身长度,所以分配内存都假设分配足够多内存,但是如果要修改更长的字符串就会溢出。之所以SDS为动态的就体现在这,在分配资源时,会检查空间是否满足修改的要求,不满足会扩展SDS修改要的大小,再进行修改。
  3. 减少内存重分配。增长字符串C如果不重分配会缓冲区溢出,减少会内存重分配释放空间,造成内存泄漏。对于redis来说,这两操作较多,重分配次数多了性能会收到制约。
  • 空间先分配。修改扩展时会预分配额外未使用的空间。分两种情况。
  1. SDS修改之后长度小于1MB,free分配与len值相同的空间,总长度=len+len+1
  2. 修改后的len大于1MB,则会分配1MB的未使用空间,实际总长度=len+1MB+1byte

这样下次再修改会有足够的空间存储不用再重分配

  • 惰性空间释放。用于缩短字符串操作。当缩短字符串时,先不内存重分配回收多出的字节,用free记录这些字节属性,以便后续使用,比如增长字符串操作。

  SDS的buff数组保存二进制数据,文本数据以及二进制流。SDS还兼容部分c函数

SDS相关操作API

 

1 SET key value
设置指定 key 的值。
2 GET key
获取指定 key 的值。
3 GETRANGE key start end
返回 key 中字符串值的子字符
4 GETSET key value
将给定 key 的值设为 value ,并返回 key 的旧值(old value)。
5 GETBIT key offset
对 key 所储存的字符串值,获取指定偏移量上的位(bit)。
6 MGET key1 [key2..]
获取所有(一个或多个)给定 key 的值。
7 SETBIT key offset value
对 key 所储存的字符串值,设置或清除指定偏移量上的位(bit)。
8 SETEX key seconds value
将值 value 关联到 key ,并将 key 的过期时间设为 seconds (以秒为单位)。
9 SETNX key value
只有在 key 不存在时设置 key 的值。
10 SETRANGE key offset value
用 value 参数覆写给定 key 所储存的字符串值,从偏移量 offset 开始。
11 STRLEN key
返回 key 所储存的字符串值的长度。
12 MSET key value [key value …]
同时设置一个或多个 key-value 对。
13 MSETNX key value [key value …]
同时设置一个或多个 key-value 对,当且仅当所有给定 key 都不存在。
14 PSETEX key milliseconds value
这个命令和 SETEX 命令相似,但它以毫秒为单位设置 key 的生存时间,而不是像 SETEX 命令那样,以秒为单位。
15 INCR key
将 key 中储存的数字值增一。
16 INCRBY key increment
将 key 所储存的值加上给定的增量值(increment) 。
17 INCRBYFLOAT key increment
将 key 所储存的值加上给定的浮点增量值(increment) 。
18 DECR key
将 key 中储存的数字值减一。
19 DECRBY key decrement
key 所储存的值减去给定的减量值(decrement) 。
20 APPEND key value
如果 key 已经存在并且是一个字符串, APPEND 命令将指定的 value 追加到该 key 原来值(value)的末尾。

 

应用场景:

 一般常用在需要计数的场景,比如用户的访问次数、热点文章的点赞转发数量等等。

//计数器

127.0.0.1:6379> set number 1
OK
127.0.0.1:6379> incr number # 将 key 中储存的数字值增一
(integer) 2
127.0.0.1:6379> get number
"2"
127.0.0.1:6379> decr number # 将 key 中储存的数字值减一
(integer) 1
127.0.0.1:6379> get number
"1"

 

参考:redis设计与实现

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