Redis的SDS你了解吗?

本文涉及的产品
云数据库 Redis 版,社区版 2GB
推荐场景:
搭建游戏排行榜
简介: Redis的SDS你了解吗?

初识SDS:

Redis的String和其他很多编程语言中的语义相似,它能够表达3种值的类型:


1.字符串

2.整数

3.浮点数


三种类型根据具体场景由Redis完成相互之间的自动转换,并且根据需要选取底层的承载方式,Redis内部,String类型的value是用int,SDS作为结构存储。int用来存放整型数据,SDS存放字节/字符串和浮点型数据。相较于C的标准字符串,SDS封装了更多的信息以提升基本操作的性能,同时充分利用已有的C的标准库,简化实现。


Redis也支持使用C语言的传统字符串,只不过会用在一些不需要对字符串修改的地方,比如静态的字符输出,而我们开发中使用Redis,往往会经常性的修改字符串的值,这个时候就会用SDS来表示字符串的值了。

在redis数据库中,K-V键值对含有字符串值的,都是由SDS来实现的。

一个SDS值的数据结构,主要由len,free,buf[]这三个属性组成

struct sdshdr{
   int free;//buf[]数组未使用字节的数量
   int len;//buf[]数组所保存的字符串的长度
   char buf[];//保存字符串的数组
}

其中buf[]为实际保存字符串的char类型数组free表示buf[]数组未使用字节的数量len表示buf[]数组所保存的字符串长度,并且SDS会以\0结尾,\0在Redis实现中仅作为字符串的定界符。

Redis为什么要这样设计呢?

效率高:

工作中使用Redis,经常会通过strlen命令得到一个字符串的长度,在 SDS结构中len属性记录了字符串的长度,所以我们获取一个字符串长度直接取len的值,复杂度是O(1)


而如果用C字符串,在获取一个字符串长度时,需对整个字符串进行遍历,直至遍历到空格符结束(C中遇到空格符代表一个完整字符串),此时的复杂度是O(N)


在高并发场景下频繁遍历字符串,获取字符串的长度很有可能成为redis的性能瓶颈,所以SDS性能更好一些

防止数据溢出:

C字符串是不记录自身长度的相邻的两个字符串存储的方式可能是挨着的为字符串分配了合适的内存空间。如果我想更改字符串,改长了的话,没办法放下只能侵占相邻字符串的空间,自身数据溢出导致其他字符串的内容被修改。

//原始字符串:
从未止步\0从未止步\0
//自身数据溢出
从未止步\0未止步\0

而SDS很好的规避了这点,当我们需要修改数据时,首先会检查当前SDS空间len是否满足,不满足则自动扩容空间至修改所需的大小,然后再执行修改


空间预分配:

空间预分配策略用于优化SDS字符串增长操作,当修改字符串并需对SDS的空间进行扩展时,不仅会为SDS分配修改所必要的空间,还会为SDS分配额外的未使用空间free,下次再修改就先检查未使用空间free是否满足,满足则不用在扩展空间。


通过空间预分配策略,Redis可以有效的减少字符串连续增长操作,所产生的内存重分配次数。


额外分配未使用空间 free 的规则:


如果对 SDS 字符串修改后,len值小于 1M,那么此时额外分配未使用空间 free 的大小与 len相等


如果对 SDS 字符串修改后,len值大于等于 1M,那么此时额外分配未使用空间 free 的大小为 1M

惰性空间释放

惰性空间释放策略则用于优化SDS字符串缩短操作,当缩短SDS字符串后,并不会立即执行内存重分配来回收多余的空间,而是用 free属性将这些空间记录下来,因此在redis中,修改字符串是一个很常见的操作,因此如果后续有增长操作,则可直接使用。

//后面的0不会被立即回收,而是使用free属性记录下来
从未止步\00
//增长字符串---直接使用0的那个空间
从未不止步\0
相关实践学习
基于Redis实现在线游戏积分排行榜
本场景将介绍如何基于Redis数据库实现在线游戏中的游戏玩家积分排行榜功能。
云数据库 Redis 版使用教程
云数据库Redis版是兼容Redis协议标准的、提供持久化的内存数据库服务,基于高可靠双机热备架构及可无缝扩展的集群架构,满足高读写性能场景及容量需弹性变配的业务需求。 产品详情:https://www.aliyun.com/product/kvstore     ------------------------------------------------------------------------- 阿里云数据库体验:数据库上云实战 开发者云会免费提供一台带自建MySQL的源数据库 ECS 实例和一台目标数据库 RDS实例。跟着指引,您可以一步步实现将ECS自建数据库迁移到目标数据库RDS。 点击下方链接,领取免费ECS&RDS资源,30分钟完成数据库上云实战!https://developer.aliyun.com/adc/scenario/51eefbd1894e42f6bb9acacadd3f9121?spm=a2c6h.13788135.J_3257954370.9.4ba85f24utseFl
相关文章
|
1月前
|
NoSQL 安全 Linux
Redis 字符串:SDS
Redis 字符串:SDS
45 0
|
1月前
|
存储 NoSQL 安全
Redis数据结构之——sds
Redis数据结构之——sds
|
7月前
|
存储 NoSQL Redis
【Redis 系列】redis 学习十五,redis sds数据结构和底层设计原理
【Redis 系列】redis 学习十五,redis sds数据结构和底层设计原理
|
1月前
|
存储 NoSQL 安全
Redis入门到通关之数据结构解析-动态字符串SDS
Redis入门到通关之数据结构解析-动态字符串SDS
27 0
|
1月前
|
存储 NoSQL Redis
作者推荐 |【Redis技术进阶之路】「原理系列开篇」揭秘高效存储模型与数据结构底层实现(SDS)(三)
作者推荐 |【Redis技术进阶之路】「原理系列开篇」揭秘高效存储模型与数据结构底层实现(SDS)
46 0
|
1月前
|
存储 NoSQL 安全
作者推荐 |【Redis技术进阶之路】「原理系列开篇」揭秘高效存储模型与数据结构底层实现(SDS)(二)
作者推荐 |【Redis技术进阶之路】「原理系列开篇」揭秘高效存储模型与数据结构底层实现(SDS)
37 0
|
1月前
|
存储 NoSQL API
作者推荐 |【Redis技术进阶之路】「原理系列开篇」揭秘高效存储模型与数据结构底层实现(SDS)(一)
作者推荐 |【Redis技术进阶之路】「原理系列开篇」揭秘高效存储模型与数据结构底层实现(SDS)
35 0
|
1月前
|
存储 NoSQL 关系型数据库
图解 Redis String 底层数据结构 SDS 与计数器实战
图解 Redis String 底层数据结构 SDS 与计数器实战
68 0
|
11月前
|
存储 NoSQL 算法
【评论抽奖xdm】redis 学习十五,redis sds数据结构和底层设计原理
redis 是 C 语言写的,那么我们思考一下 redis 是如何表示一个字符串的?redis 的数据结构和 C 语言的数据结构是一样的吗?
|
7月前
|
NoSQL 安全 API
redis6.0源码分析:简单动态字符串sds
redis6.0源码分析:简单动态字符串sds
39 0
redis6.0源码分析:简单动态字符串sds