C的字串底層實現是一個字元陣列，並以空格作為結束標誌。而redis的sds（簡單動態字串）是自己定義的。其實質是一個自定義的結構體，但是在結構體的buf[]陣列中傳承了C字串以空格結束的規範，這樣做的好處是便於直接使用C語言字串函式庫的部分函式，而不必再自定重新定義。

對於自定義結構體來說，其字串的長度=len。 儲存空字元的 1 位元組空間不計算在 SDS 的 len 屬性裡面， 並且為空字元分配額外的 1 位元組空間， 以及新增空字元到字串末尾等操作都是由 SDS 函式自動完成的， 所以這個空字元對於 SDS 的使用者來說是完全透明的。

相對於C的字串來說，sds的優勢主要體現在以下幾個方面（實質都是自定義結構體的屬性在起作用）

1：將獲取字串長度操作的複雜度從O(n)降到O(1)， 這確保了獲取字串長度的工作不會成為 Redis 的效能瓶頸。

因為 C 字串並不記錄自身的長度資訊， 所以為了獲取一個 C 字串的長度， 程式必須遍歷整個字串， 對遇到的每個字元進行計數， 直到遇到代表字串結尾的空字元為止， 這個操作的複雜度為 O(N) 。

和 C 字串不同， 因為 SDS 在 len 屬性中記錄了 SDS 本身的長度， 程式只要訪問 SDS 的 len

2：採用空間預分配策略杜絕緩衝區溢位（字串增長操作），同時可以減少連續執行字串增長操作所需的記憶體重分配次數。

因為 C 字串不記錄自身的長度， 所以  假定使用者在執行拼接函式時， 若為原有的字串陣列分配了足夠多的記憶體， 可以容納 新字串中的所有內容，則可以拼成功。 但一旦這個假定不成立時， 就會產生緩衝區溢位。

舉個例子， 假設程式裡有兩個在記憶體中緊鄰著的 C 字串 s1 和 s2 ， 其中 s1 儲存了字串 "Redis"

如果一個程式設計師決定通過執行：

strcat(s1, " Cluster");

將 s1 的內容修改為 "Redis Cluster" ， 但粗心的他卻忘了在執行 strcat 之前為 s1 分配足夠的空間， 那麼在 strcat 函式執行之後， s1 的資料將溢位到 s2 所在的空間中， 導致 s2 儲存的內容被意外地修改， 如圖 2-8 所示。

與 C 字串不同， SDS 的空間分配策略完全杜絕了發生緩衝區溢位的可能性： 當 SDS API 需要對 SDS 進行修改時， API 會先檢查 SDS 的空間是否滿足修改所需的要求， 如果不滿足的話， API 會自動將 SDS 的空間擴充套件至執行修改所需的大小， 然後才執行實際的修改操作， 所以使用 SDS 既不需要手動修改 SDS 的空間大小， 也不會出現前面所說的緩衝區溢位問題。

上面粗體斜線API 會自動將 SDS 的空間擴充套件至執行修改所需的大小，採用的就是空間預分配策略實現。

空間預分配：

空間預分配用於優化 SDS 的字串增長操作： 當 SDS 的 API 對一個 SDS 進行修改， 並且需要對 SDS 進行空間擴充套件的時候， 程式不僅會為 SDS 分配修改所必須要的空間， 還會為 SDS 分配額外的未使用空間。

其中， 額外分配的未使用空間數量由以下公式決定：

• 如果對 SDS 進行修改之後， SDS 的長度（也即是 len 屬性的值）將小於 1 MB ， 那麼程式分配和 len 屬性同樣大小的未使用空間， 這時 SDS len 屬性的值將和 free 屬性的值相同。 舉個例子， 如果進行修改之後， SDS 的 len 將變成 13 位元組， 那麼程式也會分配 13位元組的未使用空間， SDS 的 buf 陣列的實際長度將變成 13 + 13 + 1 = 27 位元組（額外的一位元組用於儲存空字元）。
• 如果對 SDS 進行修改之後， SDS 的長度將大於等於 1 MB ， 那麼程式會分配 1 MB 的未使用空間。 舉個例子， 如果進行修改之後， SDS 的 len 將變成 30 MB ， 那麼程式會分配 1 MB 的未使用空間， SDS 的 buf 陣列的實際長度將為 30 MB + 1 MB + 1 byte 。

此時如果再對該字串進行拼接操作， SDS API 會先檢查未使用空間是否足夠， 如果足夠的話， API 就會直接使用未使用空間， 而無須執行記憶體重分配。

3：採用惰性空間釋放策略杜絕記憶體洩漏（字串刪除操作），同時可以減少刪除後又對同一字串增加所需的記憶體重分配次數。

如果程式執行的是縮短字串的操作， 比如截斷操作（trim）， 那麼在執行這個操作之後， 程式需要通過記憶體重分配來釋放字串不再使用的那部分空間 —— 如果忘了這一步就會產生記憶體洩漏。

sds採用惰性空間釋放用於優化 SDS 的字串縮短操作： 當 SDS 的 API 需要縮短 SDS 儲存的字串時， 程式並不立即使用記憶體重分配來回收縮短後多出來的位元組， 而是使用 free 屬性將這些位元組的數量記錄起來， 並等待將來使用。

舉個例子， sdstrim 函式接受一個 SDS 和一個 C 字串作為引數， 從 SDS 左右兩端分別移除所有在 C 字串中出現過的字元。

比如對於圖 2-14 所示的 SDS 值 s 來說， 執行：

sdstrim(s, "XY");   // 移除 SDS 字串中的所有 'X' 和 'Y'

注意執行 sdstrim 之後的 SDS 並沒有釋放多出來的 8 位元組空間， 而是將這 8 位元組空間作為未使用空間保留在了 SDS 裡面，此時如果再對該字串進行拼接操作， SDS API 會先檢查未使用空間是否足夠， 如果足夠的話， API 就會直接使用未使用空間， 而無須執行記憶體重分配。

通過惰性空間釋放策略， SDS 避免了縮短字串時所需的記憶體重分配操作， 併為將來可能有的增長操作提供了優化。與此同時， SDS 也提供了相應的 API ， 讓我們可以在有需要時， 真正地釋放 SDS 裡面的未使用空間， 所以不用擔心惰性空間釋放策略會造成記憶體浪費。

4：二進位制安全，確保 Redis 可以適用於各種不同的使用場景。C 字串只能儲存文字資料， 而不能儲存像圖片、音訊、視訊、壓縮檔案這樣的二進位制資料。

C 字串中的字元必須符合某種編碼（比如 ASCII）， 並且除了字串的末尾之外， 字串裡面不能包含空字元， 否則最先被程式讀入的空字元將被誤認為是字串結尾 —— 這些限制使得 C 字串只能儲存文字資料。

 SDS 的 API 都是二進位制安全的（binary-safe）： 所有 SDS API 都會以處理二進位制的方式來處理 SDS 存放在 buf 數組裡的資料， 程式不會對其中的資料做任何限制、過濾、或者假設 —— 資料在寫入時是什麼樣的， 它被讀取時就是什麼樣。這也是我們將 SDS 的 buf 屬性稱為位元組陣列的原因 —— Redis 不是用這個陣列來儲存字元， 而是用它來儲存一系列二進位制資料。比如說， 使用 SDS 來儲存之前提到的特殊資料格式就沒有任何問題， 因為 SDS 使用 len 屬性的值而不是空字元來判斷字串是否結束。

5：相容部分 C 字串函式