SDS 与 C 字符串的区别：

1 常数复杂度获取字符串长度

因为 C 字符串并不记录自身的长度信息， 所以为了获取一个 C 字符串的长度， 程序必须遍历整个字符串， 对遇到的每个字符进行计数， 直到遇到代表字符串结尾的空字符为止， 这个操作的复杂度为 O(N) 。

和 C 字符串不同， 因为 SDS 在 len 属性中记录了 SDS 本身的长度， 所以获取一个 SDS 长度的复杂度仅为 O(1) 。

举个例子， 对于图 2-5 所示的 SDS 来说， 程序只要访问 SDS 的 len 属性， 就可以立即知道 SDS 的长度为 5 字节：

2.杜绝缓冲区溢出 

C 字符串除了获取字符串长度的复杂度高之外， C 字符串不记录自身长度带来的另一个问题是容易造成缓冲区溢出（buffer overflow),假设程序里有两个在内存中紧邻着的 C 字符串 s1 和 s2 ， 其中 s1 保存了字符串 "Redis" ， 而 s2 则保存了字符串 "MongoDB"， 如图 2-7 所示。

如果一个程序员决定通过执行：

strcat(s1, " Cluster");

将 s1 的内容修改为 "Redis Cluster" ， 但粗心的他却忘了在执行 strcat 之前为 s1 分配足够的空间， 那么在 strcat 函数执行之后， s1的数据将溢出到 s2 所在的空间中， 导致 s2 保存的内容被意外地修改， 如图 2-8 所示。

与 C 字符串不同， SDS 的空间分配策略完全杜绝了发生缓冲区溢出的可能性： 当 SDS API 需要对 SDS 进行修改时， API 会先检查 SDS 的空间是否满足修改所需的要求， 如果不满足的话， API 会自动将 SDS 的空间扩展至执行修改所需的大小， 然后才执行实际的修改操作， 所以使用 SDS 既不需要手动修改 SDS 的空间大小， 也不会出现前面所说的缓冲区溢出问题。

3.减少修改字符串时带来的内存重分配次数

C 字符串的长度和底层数组的长度之间存在着这种关联性， 所以每次增长或者缩短一个 C 字符串， 程序都总要对保存这个 C 字符串的数组进行一次内存重分配操作：

• 如果程序执行的是增长字符串的操作， 比如拼接操作（append）， 那么在执行这个操作之前， 程序需要先通过内存重分配来扩展底层数组的空间大小 —— 如果忘了这一步就会产生缓冲区溢出。
• 如果程序执行的是缩短字符串的操作， 比如截断操作（trim）， 那么在执行这个操作之后， 程序需要通过内存重分配来释放字符串不再使用的那部分空间 —— 如果忘了这一步就会产生内存泄漏。

SDS  通过   空间预分配   和  惰性空间释放  减少修改字符串时带来的内存重分配次数。

4 二进制安全

SDS 的 API 都是二进制安全的（binary-safe）： 所有 SDS API 都会以处理二进制的方式来处理 SDS 存放在 buf 数组里的数据， 程序不会对其中的数据做任何限制、过滤、或者假设 —— 数据在写入时是什么样的， 它被读取时就是什么样。

C 字符串中的字符必须符合某种编码（比如 ASCII）， 并且除了字符串的末尾之外， 字符串里面不能包含空字符， 否则最先被程序读入的空字符将被误认为是字符串结尾 —— 这些限制使得 C 字符串只能保存文本数据， 而不能保存像图片、音频、视频、压缩文件这样的二进制数据。

举个例子， 如果有一种使用空字符来分割多个单词的特殊数据格式， 如图 2-17 所示， 那么这种格式就不能使用 C 字符串来保存， 因为 C 字符串所用的函数只会识别出其中的 "Redis" ， 而忽略之后的 "Cluster" 。

 SDS 的 buf 属性称为字节数组的原因 —— Redis 不是用这个数组来保存字符， 而是用它来保存一系列二进制数据。

通过使用二进制安全的 SDS ， 而不是 C 字符串， 使得 Redis 不仅可以保存文本数据， 还可以保存任意格式的二进制数据。

5兼容部分 C 字符串函数

虽然 SDS 的 API 都是二进制安全的， 但它们一样遵循 C 字符串以空字符结尾的惯例： 这些 API 总会将 SDS 保存的数据的末尾设置为空字符， 并且总会在为 buf 数组分配空间时多分配一个字节来容纳这个空字符， 这是为了让那些保存文本数据的 SDS 可以重用一部分 <string.h> 库定义的函数。

C 字符串和 SDS 之间的区别

字符串 (Strings)

字符串是 Redis 最基本的数据类型。Redis 字符串是二进制安全的，也就是说，一个 Redis 字符串可以包含任意类型的数据，例如一张 JPEG 图像，或者一个序列化的 Ruby 对象。

一个字符串最大为 512M 字节。

列表 (Lists)

Redis 的列表是使用链表实现的

Redis 列表仅仅是按照插入顺序排序的字符串列表。可以添加一个元素到 Redis 列表的头部 (左边) 或者尾部 (右边)。

LPUSH 命令用于插入一个元素到列表的头部，RPUSH 命令用于插入一个元素到列表的尾部。当这两个命令操作在一个不存在的键时，将会创建一个新的列表。

Redis 列表主要的特性是支持以常量时间在列表的头和尾附近插入和删除元素，即使列表中已经插入了上百万的数据。访问列表两端的元素非常的快速，但是访问一个非常大的列表的中间却非常的慢，因为这是一个 O(N)时间复杂度的操作。

集合 (Sets)

Redis 集合是没有顺序的字符串集合 (collection)。可以在 O(1) 的时间复杂度添加、删除和测试元素存在与否 (不管集合中有多少元素都是常量时间)。

Redis 集合具有你需要的不允许重复成员的性质。多次加入同一个元素到集合也只会有一个拷贝在其中。实际上，这意味着加入一个元素到集合中并不需要检查元素是否已存在。

Redis 集合非常有意思的是，支持很多服务器端的命令，可以在很短的时间内和已经存在的集合一起计算并集，交集和差集。

哈希 / 散列 (Hashes)

Redis 哈希是字符串字段 (field) 与字符串值之间的映射，所以是表示对象的理想数据类型 (例如：一个用户对象有多个字段，像用户名，姓氏，年龄等等)：

@cli  
HMSET user:1000 username antirez password P1pp0 age 34  
HGETALL user:1000  
HSET user:1000 password 12345  
HGETALL user:1000  

拥有少量字段 (少量指的是大约 100) 的哈希会以占用很少存储空间的方式存储，所以你可以在一个很小的 Redis 实例里存储数百万的对象。

Redis 有序集合和 Redis 集合类似，是非重复字符串集合 (collection)。不同的是，每一个有序集合的成员都有一个关联的分数 (score)，用于按照分数高低排序。尽管成员是唯一的，但是分数是可以重复的。

对有序集合我们可以通过很快速的方式添加，删除和更新元素 (在和元素数量的对数成正比的时间内)。由于元素是有序的而无需事后排序，你可以通过分数或者排名 (位置) 很快地来获取一个范围内的元素。访问有序集合的中间元素也是很快的，所以你可以使用有序集合作为一个无重复元素，快速访问你想要的一切的聪明列表：有序的元素，快速的存在性测试，快速的访问中间元素！

使用有序集合你可以：

例如多人在线游戏排行榜，每次提交一个新的分数，你就使用 ZADD 命令更新。你可以很容易地使用 ZRANGE 命令获取前几名用户，你也可以用 ZRANK 命令，通过给定用户名返回其排行。同时使用 ZRANK 和 ZRANGE 命令可以展示与给定用户相似的用户及其分数。以上这些操作都非常的快。