Redis的String类型为什么重新设计使用了SDS数据结构呢

本文主要是介绍Redis的String类型为什么重新设计使用了SDS数据结构呢，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

Redis 选择重新设计其 String 类型的底层数据结构，采用 SDS（Simple Dynamic String）而不是直接使用 C 语言标准库提供的原生字符串（char*）的原因主要包括以下几点：

O(1) 时间复杂度获取长度：
- 在 C 语言中，获取一个以空字符 \0 结尾的字符串长度需要遍历整个字符串直到找到结束符，时间复杂度为 O(N)。
- SDS 在结构体头部显式记录了字符串的长度 len，因此可以直接通过读取这个字段得知字符串长度，无需遍历，时间复杂度降为 O(1)。
空间预分配与惰性释放：
- SDS 在执行修改字符串操作时，会对内存进行预分配策略，预留一定的未使用空间 free，这样当后续有连续的追加操作时，避免了频繁的内存重分配。
- 同时，当字符串缩短时，SDS 不会立即回收内存，而是保持已分配内存，仅减少 len 的值，这样可以更快地执行字符串缩短操作，并在未来可能的扩展操作中重复利用这部分空间。
二进制安全：
- C 语言的字符串必须以空字符结束，不支持包含内部 \0 字符的二进制数据。
- SDS 支持任意二进制数据存储，因为它不是基于空字符来判断字符串的结束，而是根据长度字段来确定字符串内容。
防止缓冲区溢出：
- 直接操作 C 字符串容易出现缓冲区溢出的问题，尤其是在拼接和修改字符串时，如果没有正确处理可能会导致安全问题。
- SDS 在执行修改操作时会检查现有空间是否足够，如果不够则会自动进行扩展，确保不会发生溢出。