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SDS (Simple Dynamic Strings) 是 Redis 中用于实现字符串类型的一种数据结构。SDS 的设计目标是提供高效、灵活的字符串操作#xff0c;同时避免传统 C 字符串的一些缺点。
struct sdshdr {int len; // 已使用的长度int free; // 未使用的长度char bu…字符串底层结构
SDS (Simple Dynamic Strings) 是 Redis 中用于实现字符串类型的一种数据结构。SDS 的设计目标是提供高效、灵活的字符串操作同时避免传统 C 字符串的一些缺点。
struct sdshdr {int len; // 已使用的长度int free; // 未使用的长度char buf[]; // 字符数组
};
当 SDSSimple Dynamic Strings空间不足时会进行内存扩展以确保字符串操作可以顺利进行。SDS 采用了一些机制来高效地处理内存扩展减少频繁的内存分配操作。
内存扩展机制 预分配策略 当需要扩展 SDS 时SDS 不仅仅分配所需的空间还会额外分配一些空间以减少未来的扩展次数。具体策略如下 如果 len 小于 1MB则分配两倍于当前长度的空间。如果 len 大于等于 1MB则分配当前长度加 1MB 的空间。 空间扩展过程 当 SDS 检测到空间不足时会根据预分配策略计算新的分配大小。分配新的内存并将现有数据复制到新的内存区域中。更新 len 和 free 字段并将新数据追加到 buf 中。 对数值类型的支持
在 Redis 中虽然没有专门的整数类型但它通过 SDSSimple Dynamic Strings数据结构对整数存储进行了优化(整数编码)。这些优化主要体现在减少内存占用和提高操作效率上。 整数存储优化机制
整数内嵌编码当一个字符串可以表示为整数时Redis 会使用整数内嵌编码来存储。这样可以减少内存消耗因为整数编码比字符串编码更紧凑。
整数操作优化
Redis 提供了一些针对整数操作的原子性命令例如 INCR、DECR、INCRBY 和 DECRBY。这些命令在内部会直接操作整数值而不是将其转换成字符串进行操作。
数值操作命令
INCR将键的值加1DECR将键的值减1INCRBY按给定的增量将键的值增加DECRBY按给定的减量将键的值减少INCRBYFLOAT按给定的浮点数增量将键的值增加 Redis常用数据结构和使用场景
字符串 (String)最基本的数据类型单个键最大可以存储 512MB 的数据缓存简单的键值对如用户信息、计数器等哈希 (Hash)键值对集合适合存储对象存储用户配置、会话信息、商品信息等列表 (List)有序的字符串列表可以从两端插入和弹出元素消息队列、任务列表、时间线等集合 (Set)无序的字符串集合集合内元素唯一标签、共同好友、去重操作等有序集合 (Sorted Set)类似于集合但每个元素关联一个分数按分数排序排行榜、带权重的队列、延时任务等位图 (Bitmap)可以对字符串进行位操作用于高效地存储和处理位信息用户签到、在线状态、布隆过滤器等HyperLogLog基数估计算法适合用于估算集合的基数唯一元素的数量但不存储具体元素统计 UV独立访客数、去重统计等地理位置 (Geo)基于有序集合实现的地理位置数据结构提供位置存储和查询功能地理位置服务、附近的人或地点搜索等流 (Stream)日志数据类型支持高效的追加和消费操作实时日志、消息流处理、事件存储等
