什么是动态字符串，我们嘴边常挂的SDS就是动态字符串，在Redis里是一种数据编码方式，会用在Redis的String类型的数据对象里。
SDS的数据结构
SDS的数据结构如下，包含三部分属性，len、free以及buf数组，用来描述一个SDS的结构体：
struct sdshdr { unsigned int len; //记录buf数组中已使用字节数量，也即SDS所保存字符串长度 unsigned int free; //记录buf数组中未使用字节数量 char buf[]; //字节数组，用于保存字符串 };
示例如下图所示：
- free属性的值为5，表示这个SDS分配了5字节的未使用空间
- len属性的值为5，表示这个SDS保存了一个五字节长的字符串，需要注意的是长度不包含末尾的补0
- 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，而最后一个字节则保存了空字符’\0’
保留了C语言补0的习惯是为了方便复用C语言的一些函数。
SDS结构优势
通过数据结构的冗余属性也可以看的出来，
常数复杂度获取字符串长度
因为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为止，这个操作的复杂度为O（N），因为SDS在len属性中记录了SDS本身的长度，所以获取一个SDS长度的复杂度仅为O（1）
- 因为字符串对象键在底层使用SDS来实现，所以即使我们对一个非常长的字符串键反复执行STRLEN命令，也不会对系统性能造成任何影响
设置和更新SDS长度的工作是由SDS的API在执行时自动完成的，使用SDS无须进行任何手动修改长度的工作
杜绝缓冲区溢出
因为C字符串不记录自身的长度，所以strcat假定用户在执行这个函数时，已经为dest分配了足够多的内存，可以容纳src字符串中的所有内容，而一旦这个假定不成立时，就会产生缓冲区溢出
SDS的空间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，
- 不满足的话，API会自动将SDS的空间扩展至执行修改所需的大小
然后才执行实际的修改操作，所以使用SDS既不需要手动修改SDS的空间大小，也不会出现前面所说的缓冲区溢出问题
减少修改字符串时带来的内存重分配次数
因为C字符串的长度和底层数组的长度之间存在着这种关联性，所以每次增长或者缩短一个C字符串，程序都总要对保存这个C字符串的数组进行一次内存重分配操作:
- 如果程序执行的是增长字符串的操作，比如拼接操作（append），那么在执行这个操作之前，程序需要先通过内存重分配来扩展底层数组的空间大小——如果忘了这一步就会产生缓冲区溢出
- 如果程序执行的是缩短字符串的操作，比如截断操作（trim），那么在执行这个操作之后，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——如果忘了这一步就会产生内存泄漏
这些频繁的操作都需要C语言实时的进行内存重分配。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之间的关联 ：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由SDS的free属性记录
空间预分配策略
空间预分配用于优化SDS的字符串增长操作：当SDS的API对一个SDS进行修改，并且需要对SDS进行空间扩展的时候，程序不仅会为SDS分配修改所必须要的空间，还会为SDS分配额外的未使用空间
- 如果对SDS进行修改之后，SDS的长度（也即是len属性的值）将小于1MB，那么程序分配和len属性同样大小的未使用空间，这时SDS len属性的值将和free属性的值相同。举个例子，如果进行修改之后，SDS的len将变成13字节，那么程序也会分配13字节的未使用空间，SDS的buf数组的实际长度将变成13+13+1=27字节（额外的一字节用于保存空字符）
- 如果对SDS进行修改之后，SDS的长度将大于等于1MB，那么程序会分配1MB的未使用空间。举个例子，如果进行修改之后，SDS的len将变成30MB，那么程序会分配1MB的未使用空间，SDS的buf数组的实际长度将为30MB+1MB+1byte
也就是说1M以下倍增，1M以上只增加1M，防止存储过大对象，通过空间预分配策略，Redis可以减少连续执行字符串增长操作所需的内存重分配次数
惰性空间释放策略
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。
SDS也提供了相应的API，在有需要时，我们可以真正地释放SDS的未使用空间，所以不用担心惰性空间释放策略会造成内存浪费通过惰性空间释放策略，Redis可以减少执行字符串缩短操作所需的内存重分配次数
二进制安全
C字符串中的字符必须符合某种编码（比如ASCII），并且除了字符串的末尾之外，字符串里面不能包含空字符，否则最先被程序读入的空字符将被误认为是字符串结尾，这些限制使得C字符串只能保存文本数据，而不能保存像图片、音频、视频、压缩文件这样的二进制数据
SDS的API都是二进制安全的（binary-safe），所有SDS API都会以处理二进制的方式来处理SDS存放在buf数组里的数据，程序不会对其中的数据做任何限制、过滤、或者假设，数据在写入时是什么样的，它被读取时就是什么样，例如，使用SDS来保存包含空字符格式的数据格式就没有任何问题，因为SDS使用len属性的值而不是空字符来判断字符串是否结束Redis不仅可以保存文本数据，还可以保存任意格式的二进制数据
兼容部分C字符串函数
如我们开始提到的，因为buf字节数组结构的末尾和C语言一样都是空字符，所以可以直接重用部分C字符串函数，互为因果吧。
SDS常用API
SDSAPI的列表如下图所示：
参考blog及书籍：《Redis的设计与实现》、Redis中sds 模块的 API
