Redis的底层数据结构-String（IT枫斗者）
Redis的数据类型我们都知道有五个：String、List、Hhash、Set、Zset。
今天跟大家要说的是它们中string的底层数据结构。
一，底层数据结构
二，必知必会的铺垫
Redis对象，干嘛的？想象成对象头，不管你什么类型，都必须要带的，里面包含数据类型等等信息。
一个RedisObject占用的字节数：4+4+24+32+64=128位/8=16字节。
三、String数据结构
sds/int/embstr/raw
1、SDS
1.1、sds概念
sds（simple dynamic string）：简单动态字符串。SDS只是字符串类型中存储字符串内容的结构，
Redis中的字符串分为两种存储方式，分别是embstr和raw。
sds中包含了free(当前可用空间大小)，len(当前存储字符串长度)，buf[] (存储的字符串内容)，来看下
SDS的源码：
1.2、sds干啥的？
比如你 set abc abcdefg ，简单的一个set会创建出两个sds，一个存key：abc，一个存value：abcdefg。比如如下：
1.3、为什么要有sds？
带着问题看答案：C语言中也有字符串类型，为啥它不用C的，反正它都是C语言写的，为啥要造个轮子sds？
1.3.1、优化获取字符串长度
C语言要想获取字符串长度必须遍历整个字符串的每一个字符，然后自增做累加，时间复杂度为O(n)；sds直接维护了一个len变量，时间复杂度为O(1)。
1.3.2、减少内存分配
当我们对一个字符串类型进行追加的时候，可能会发生两种情况：
当前剩余空间(free)足够容纳追加内容时，我们就不需要再去分配内存空间，这样可以减少内存分配次数。
当前剩余空间不足以容纳追加内容，我们需要重新为其申请内存空间。
比如下面的sds的方式，free还有三个空余空间呢，你插入的是hi两个字符，所以足够，不需要调用函数重新分配，提升效率。
而C语言字符串在进行字符串的扩充和收缩的时候，都会面临着内存空间的重新分配问题。如果忘记分配或者分配大小不合理还会造成数据污染问题。那么sds的free值哪来的呢？也就是字符串扩容策略
当给sds的值追加一个字符串，而当前的剩余空间不够时，就会触发sds的扩容机制。扩容采用了空间预分配的优化策略，即分配空间的时候：如果sds 值大小< 1M ,则增加一倍；反之如果>1M , 则当前空间加1M作为新的空间。
当sds的字符串缩短了，sds的buf内会多出来一些空间，这个空间并不会马上被回收，而是暂时留着以防再用的时候进行多余的内存分配。这个是惰性空间释放的策略
1.3.3、惰性释放空间
当我们截断字符串时，Redis会把截断部分置空，只保留剩余部分，且不立即释放截断部分的内存空间，这样做的好处就是当下次再对这个字符串追加内容的时候，如果当前剩余空间足以容纳追加内容时，就不需要再去重新申请空间，避免了频繁的内存申请。暂时用不上的空间可以被Redis定时删除或者惰性删除。
1.3.4、防止缓冲区溢出
其实和减少内存分配是成套的，都是因为sds预先检查内存自动分配来做到防止缓冲区溢出的。比如：
程序中有两个在内存中紧邻着的 字符串 s1 和 s2，其中s1 保存了字符串“redis”，s2 则保存了字符串“MongoDb”：
1.3.5、二进制安全
在C语言中通过判断当前字符是否为'\0'来确定字符串是否结束，而在sds结构中，只要遍历长度没有达到len，即使遇到'\0'，也不会认为字符串结束。比如下面内存，C语言的字符串类型会丢失g123这四个字符，因为他遇到'\0'就结束了，而sds不会存在此问题。
1.3.6、与C总结
2、int
如果一个字符串内容可转为 long，那么该字符串会被转化为 long 类型，redisObject的对象 ptr 指向该long，并将 encoding 设置为 int，这样就不需要重新开辟空间，算是长整形的一个优化。
3、embstr/raw
上面的SDS只是字符串类型中存储字符串内容的结构，Redis中的字符串分为两种存储方式，分别是embstr和raw，当字符串长度特别短（redis3.2之前是39字节，redis3.2之后是44字节）的时候，Redis使用embstr来存储字符串，而当字符串长度超过39（redis3.2之前）的时候，就需要用raw来存储，下面是他们的字符串完整结构的示意图：
4、总结
redis的string底层数据结构使用的是sds，但是sds有两种存储方式，一种是embstr，一种是raw。
embstr的优势在于和对象头一起分配到连续空间，只需要调用函数malloc一次就行。raw需要两次，一次是对象头，一次是sds。释放也一样，embstr释放一次，raw释放两次。
字符串内容可转为 long，采用 int 类型，否则长度<39（3.2版本前是39，3.2版本后分界线是44） 用embstr，其他用 raw。
SDS 是Redis自己构建的一种简单动态字符串的抽象类型，并将 SDS 作为 Redis 的默认字符串表示。
SDS 与 C 语言字符串结构相比，具有四大优势。
