Redis没有直接使用c语言传统的字符串标识（以空字符串结尾的字符数组），而是自己构建了一种名为简单动态字符串（simple dynamic string，SDS）的抽象类型，并将SDS用作Redis的默认字符串表示。
1 SDS的定义
上图展示了SDS的结构：
- free表示未使用空间，上图的属性值为5，表示这个SDS分配的未使用空间为5字节长
- len表示字符串的长度，注意不包含尾部SDS默认的空字符串，上图表示该字符串的长度为5字节
- buf属性是一个char类型的数组，数组的前五个字节分别保存了R、e、d、i、s五个字符串，而最后一个字符串则保存了空字符串\0.
SDS遵循c字符串以空字符串结尾的惯例，这一好处是SDS可以直接重用一部分c字符串函数库里面的函数
2.SDS与c字符串的区别
上图展示了一个简单的c语言字符串。c语言使用的这种简单的字符串表示方式，并不能满足Redis对字符串在安全性、效率以及功能方面的要求，下面将对比c字符串和SDS之间的区别，并说明SDS比c字符串更适用于Redis的原因。
2.1常数复杂度获取字符串长度
c字符串并不记录自身的长度信息，所以为了获取一个c字符串的长度，程序必须要遍历整个字符串，对遇到的每个字符进行计数，直到遇到代表字符串结尾的空字符串为止，整个操作的复杂度为O(N)。上图获取字符串长度的遍历次数为5
对于SDS来说，由于其结构存储了len属性，所以只需要通过len即可直到Redis字符串的长度，每次的时间复杂度都为O(1)
总结：通过使用SDS，Redis将获取字符串长度的复杂度控制在O(1)，这确保了获取字符串长度的工作不会成为Redis的性能瓶颈。
2.2杜绝缓冲区溢出
除了获取字符串长度的复杂度高之外，c字符串不记录自身长度带来的另外一个问题是会带来缓冲区溢出
举个例子：程序里有两个在内存中紧邻的c字符串s1和s2，如图2-7所示
如果一个程序员决定通过执行strcat(s1, "Cluster")将s1的内容修改为"Redis Cluster"，但他粗心地忘了在执行前为s1分配足够的空间，那么执行之后，s1的数据将溢出到s2所在的空间，导致s2保存的内容被意外地修改，如图2-8所示。
与c不同，SDS的内存分配策略完全杜绝了发生缓冲区溢出的可能性：当SDS API需要对SDS进行修改时，API会先检查SDS的空间是否满足修改所需的要求，如果不满足的话，API会自动将SDS的空间拓展至执行修改锁需的大小，然后再执行实际的修改操作。
SDS也需要做上面的操作。如图2-9，执行strcat之前先检查len，发现内存空间不足以拼接"Cluster"，SDS会拓展内存空间，再执行后面的strcat操作，执行之后的SDS如图2-10所示
注意：执行之后SDS的free变成了13，这并非bug，后面会讲到
2.3减少修改字符串时带来的内存重分配次数
由于c字符串未记录自身的长度，所以对于一个包含N个字符的c字符串来说，这个c字符串的底层实现总是一个N+1的字符数组。每次增长或者缩短一个c字符串，程序都总要保存这个c字符串的数组进行一次内存重分配操作：
- 如果增长字符串，那么在执行这个操作之前，程序需要先通过内存重分配来拓展底层数组的空间大小 -------- 如果忘了这一操作，将会产生缓冲区溢出。
- 如果缩短操作，比如截断操作，程序需要通过内存重分配来释放字符串不再使用的那部分空间 --------- 如果忘了这一操作，将会产生内存泄露。
为了避免c字符串的这种缺陷，SDS通过未使用空间解除了字符串长度和底层数组长度的关联：在SDS中，buf数组的长度不一定就是字符数量加一，数组里面可以包含未使用的字节，而这些字节的数量就又SDS的free属性记录。
通过未使用空间，SDS实现了空间预分配和惰性空间释放两种优化策略。
2.3.1空间预分配
空间预分配用户优化SDS的字符串操作：当SDS的API对一个SDS进行修改，并且需要对SDS空间进行拓展时，程序不仅会对SDS分配修改所需要的空间，还会为SDS分配额外的未使用空间。其中额外的未使用空间数量由一下公式决定：
- 如果修改之后的长度小于1MB，那么程序分配和len一样的未使用空间。比如修改之后的SDS实际长度为13，那么也会分配13字节的未使用空间，SDS的buf数组的实际长度会变成13+13+1=27字节
- 如果修改时候大于1MB，那么程序会额外为SDS分配1MB的未使用空间
2.3.2惰性空间释放
惰性空间释放用于优化SDS的字符串缩短操作：当SDS的API需要缩短SDS保存的字符串时，程序并不立即使用内存重分配来回收缩短后多出来的字节，而是使用free属性将这些字节的数量记录起来，并等待将来使用
3.二进制安全
c字符串中的字符必须符合某种编码，并且除了字符串的末尾之外，字符串里面不能包含空字符串，否则最先被程序读入的空字符串会被误认为是字符串结尾，这限制使得c字符串只能保存文本数据，不能保存想图片、音频、视频这样的二进制数据。比如保存"Redis Cluster"，c字符串会认为Redis后面的空字符串是结尾，使得Cluster被截掉。
而SDS有len属性，使得SDS并不需要判断空字符串来确认是否为末尾。这样的结构保证了SDS的二进制是安全的，可以保存任意结构的二进制数据。
4、兼容部分c字符串函数
由于SDS默认会为buf分配一字节的空间来保存空字符串结尾，这使得SDS可以重用部分的c字符串函数，避免了不必要的代码重复
