阿里面试这样问:redis 为什么把简单的字符串设计成 SDS? (2)

不过有个特殊的地方,在把“程序员内点事”的6个字节扩容到“程序员内点事123”9个字节后,发现free属性的值变成了扩容后字符串的总长度,这就涉及到下边要说的内存重分配策略了。

内存重分配策略

C字符串长度是一定的,所以每次在增长或者缩短字符串时,都要做内存的重分配,而内存重分配算法通常又是一个比较耗时的操作,如果程序不经常修改字符串还是可以接受的。

但很不幸,redis作为一个数据库,数据肯定会被频繁修改,如果每次修改都要执行一次内存重分配,那么就会严重影响性能。

SDS通过两种内存重分配策略,很好的解决了字符串在增长和缩短时的内存分配问题。

1.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。

阿里面试这样问:redis 为什么把简单的字符串设计成 SDS?

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。

2.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,如果后续有增长操作,则可直接使用。

阿里面试这样问:redis 为什么把简单的字符串设计成 SDS?

数据格式多样性

C字符串中的字符必须符合某些特定的编码格式,而且上边我们也提到,C字符串以\0空字符结尾标识一个字符串结束,所以字符串里边是不能包含\0的,不然就会被误认是多个。

由于这种限制,使得C字符串只能保存文本数据,像音视频、图片等二进制格式的数据是无法存储的。

redis 会以处理二进制的方式操作Buf数组中的数据,所以对存入其中的数据做任何的限制、过滤,只要存进来什么样,取出来还是什么样。

总结

上边只是 redis 数据结构的一点基础知识,没什么难度,但以我的面试经验,如果被问这类问题,不要只含糊其辞的说出底层是SDS,有理有据的把为什么这样实现也说出来。

一来可以显得自己基本功扎实,如果表达的在条理清晰,是个很不错的加分项;在一个主动打消面试官问下去的念头,当然就怕不按套路出牌的人!

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