Redis 的 SDS：像橡皮筋笔记本一样好用的字符串
目录
从传统字符串的痛点说起
两种字符串的本质区别
SDS 的智能设计：让笔记本更懂你
神奇的 "双标签" 系统
空间预分配：提前留好备用纸
惰性空间释放：不撕纸的智慧
二进制安全：完整记录所有符号
兼容旧工具：隐藏的小标记
揭开 SDS 的结构面纱
实际例子：SET msg "hello" 背后的结构
从传统字符串的痛点说起
想象你用两种笔记本记账：
- 传统 C 字符串就像明信片，写完不能改，想加内容必须换张新的重写；查字数得逐个清点；遇到句号就停笔，后面内容全丢。
- 而 Redis 发明的 SDS（简单动态字符串）就像带橡皮筋的智能笔记本，能自动伸缩、随时查字数、完整记录所有内容 —— 这就是 Redis 为什么把 SDS 作为默认字符串表示的原因。
两种字符串的本质区别
| 问题场景 | 明信片（C 字符串） | 橡皮筋笔记本（SDS） |
| 改内容 | 必须换张新的重写 | 直接改，不够长自动拉长 |
| 查长度 | 逐个字数，费时间 | 封面直接标着数字 |
| 写太多 | 内容会写到别人的纸上（缓冲区溢出） | 自动加纸，绝不越界 |
| 特殊符号 | 遇到句号就停笔 | 完整记录所有内容 |
SDS 的智能设计：让笔记本更懂你
神奇的 "双标签" 系统
SDS 笔记本封面有两个关键标签：
- len（已写页数）：直接标着内容长度，查字数不用逐页翻（O (1) 复杂度）
- free（空白页数）：记录还能写多少字，避免空间不足的尴尬
这对标签就像笔记本的智能导航系统，让 Redis 随时知道内容有多长、还能加多少内容。
空间预分配：提前留好备用纸
创建 SDS 时会自动预留空白页：
- 记短内容（如 "msg"3 个字符）时，按 1:1 预留空白（len=3，free=3）
- 就像写日记时多留几页，下次加内容不用换本子
- 内容超过 1MB 时，固定留 1MB 空白（比如 20MB 内容只留 1MB 空白）
- 就像搬家时小箱子留同等空间，集装箱则固定留一个小箱子空间，避免浪费
这种设计通过sdsMakeRoomFor函数实现，能大幅减少换本子（内存分配）的次数。
惰性空间释放：不撕纸的智慧
缩短内容时，SDS 不会马上撕掉多余的纸：
- 把 "msg" 改成 "m" 后，len 变成 1，原来的空间变成空白（free=5）
- 就像擦掉写错的字但不撕页，空白留着下次用
- 需要时可调用sdsRemoveFreeSpace函数手动释放空白空间
这种 "不浪费空白" 的设计，避免了频繁调整本子厚度（内存重分配）的麻烦。
二进制安全：完整记录所有符号
C 字符串遇到句号（\0）就停笔，而 SDS 靠 len 判断结束：
- 记 "m. sg" 时，C 只会记到 "m"，SDS 则完整保存全部内容
- 就像录音笔会记录整首歌，包括中间的停顿
- 不管内容里有什么特殊符号，都能原样保存和读取
兼容旧工具：隐藏的小标记
虽然 SDS 靠 len 判断结束，但每个本子最后还是会偷偷画个小三角（\0）：
- 这个标记不占 len 计数，也不影响内容
- 却能兼容传统 C 语言的阅读工具
- 就像笔记本最后留一页空白做标记，方便用旧书签查找
揭开 SDS 的结构面纱
这些智能设计在代码中是这样实现的：
struct sdshdr {int len; // 已写内容长度（已写页数）int free; // 空白长度（空白页数）char buf[]; // 内容数组（内页纸）};实际例子：SET msg "hello" 背后的结构
执行SET msg "hello"后，会创建两个 SDS 对象：
- 键 "msg" 的 SDS 结构：
- len=3（"msg" 有 3 个字符）
- free=3（按 1:1 预分配空白）
- buf=['m','s','g','\0']（最后是隐藏标记）
- 值 "hello" 的 SDS 结构：
- len=5（"hello" 有 5 个字符）
- free=5（预分配 5 个空白）
- buf=['h','e','l','l','o','\0']
注意：空白页（free）为 0 时，表示这个 SDS 没有预留任何空白空间，下次修改必须分配新空间。
SDS 就像一本懂你习惯的智能笔记本，用贴心的设计解决了传统笔记本的各种麻烦。它通过 "提前备货" 和 "不浪费空白" 的空间管理策略，加上 "完整记录" 和 "兼容旧工具" 的实用设计，让 Redis 处理数据时又快又安全 —— 这就是为什么 Redis 里几乎所有需要修改的字符串，都用 SDS 来实现的原因～