redis没有直接使用C语言传统的字符串（以空字符结尾的字符串数组），而是自己构建了一种为简单动态字符串（simple dynamic strring, SDS），并将SDS作为redis默认的字符串表示。

数据结构

redis定义的SDS由协议头和字符串组成，根据字符串的长度分为五种不同类型的字符串，不同长度的字符串分别使用不用的类型。

header组成

header = len + alloc + flag + buf

header	释义
len	字符串的长度
alloc	字符串实际占用的存储空间（不包含header和null）
flag	字符串类型, sdshdr5 ... sdshdr64
buf	字符串指针

SDS类型

类型	字符串长度	备注
sdshdr5	0 - 31	空字符串使用sdshdr8表示
sdshdr8	32 - 255
sdshdr16	256 - 65535
sdshdr32	2^16 - (2^32 - 1 )
sdshdr64	2^32 - (2^64 - 1)

DSD特点

获取字符串的长度复杂度，由C字符串的O(n)优化为O(1)。
DSD 是二进制安全的，可以支持图片、视频等二进制数据的存储，不会因为字符串中含有空字符而中断。
DSD API并且不会造成缓冲区溢出，dsd系列的api会对字符串动态扩缩容。
空间预分配，减少修改字符串时带来的内存重新分配次数。在修改字符串时，如果修改后的字符串长度小于1MB，那么将会分配两倍字符串长度空间，如果修改后的字符串长度大于1MB，那么将会分配字符串长度 + 1MB的空间，预分配出来的空间，必备后用。

源码解析

1.SDS定义

// __attribute__ ((__packed__)) 用来设置函数属性、类型属性和变量属性，属于gcc的特点
// ##连接两个宏定义，#将宏参数转换为字符串

// 初始化一个sds变量(header)
#define SDS_HDR_VAR(T,s) struct sdshdr##T *sh = (void*)((s)-(sizeof(struct sdshdr##T)));
// 获取sds的指针(header)
#define SDS_HDR(T,s) ((struct sdshdr##T *)((s)-(sizeof(struct sdshdr##T))))

/* Note: sdshdr5 is never used, we just access the flags byte directly.
 * However is here to document the layout of type 5 SDS strings. */
struct __attribute__ ((__packed__)) sdshdr5 {
    unsigned char flags; /* 3 lsb of type, and 5 msb of string length */
    char buf[];
};
struct __attribute__ ((__packed__)) sdshdr8 {
    uint8_t len; /* used */
    uint8_t alloc; /* excluding the header and null terminator */
    unsigned char flags; /* 3 lsb of type, 5 unused bits */
    char buf[];
};
struct __attribute__ ((__packed__)) sdshdr16 {
    uint16_t len; /* used */
    uint16_t alloc; /* excluding the header and null terminator */
    unsigned char flags; /* 3 lsb of type, 5 unused bits */
    char buf[];
};
struct __attribute__ ((__packed__)) sdshdr32 {
    uint32_t len; /* used */
    uint32_t alloc; /* excluding the header and null terminator */
    unsigned char flags; /* 3 lsb of type, 5 unused bits */
    char buf[];
};
struct __attribute__ ((__packed__)) sdshdr64 {
    uint64_t len; /* used */
    uint64_t alloc; /* excluding the header and null terminator */
    unsigned char flags; /* 3 lsb of type, 5 unused bits */
    char buf[];
};

2.SDS字符串创建

sds _sdsnewlen(const void *init, size_t initlen, int trymalloc) {
    void *sh;
    sds s;
    char type = sdsReqType(initlen);
    /* Empty strings are usually created in order to append. Use type 8
         * since type 5 is not good at this. */
    if (type == SDS_TYPE_5 && initlen == 0) type = SDS_TYPE_8;
    int hdrlen = sdsHdrSize(type);
    unsigned char *fp; /* flags pointer. */
    size_t usable;
    
    assert(initlen + hdrlen + 1 > initlen); /* Catch size_t overflow */
    sh = trymalloc?
    s_trymalloc_usable(hdrlen+initlen+1, &usable) :
    s_malloc_usable(hdrlen+initlen+1, &usable);
    if (sh == NULL) return NULL;
    // 初始化sds结构体
    if (init==SDS_NOINIT)
        init = NULL;
    else if (!init)
        memset(sh, 0, hdrlen+initlen+1);
    // 获取buf的指针    
    s = (char*)sh+hdrlen;
    // 获取flag的指针
    fp = ((unsigned char*)s)-1;
    // 获取实际用到的字节数（不包含header和空字符）
    usable = usable-hdrlen-1;
    if (usable > sdsTypeMaxSize(type))
        usable = sdsTypeMaxSize(type);
    switch(type) {
        case SDS_TYPE_5: {
            *fp = type | (initlen << SDS_TYPE_BITS);
            break;
        }
        case SDS_TYPE_8: {
            SDS_HDR_VAR(8,s);
            sh->len = initlen;
            sh->alloc = usable;
            *fp = type;
            break;
        }
        case SDS_TYPE_16: {
            SDS_HDR_VAR(16,s);
            sh->len = initlen;
            sh->alloc = usable;
            *fp = type;
            break;
        }
        case SDS_TYPE_32: {
            SDS_HDR_VAR(32,s);
            sh->len = initlen;
            sh->alloc = usable;
            *fp = type;
            break;
        }
        case SDS_TYPE_64: {
            SDS_HDR_VAR(64,s);
            sh->len = initlen;
            sh->alloc = usable;
            *fp = type;
            break;
        }
    }
    if (initlen && init)
    memcpy(s, init, initlen);
    s[initlen] = '\0';
    return s;
}

3.预分配存储空间