redis中的二进制安全

redis中的二进制安全

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”。

虽然数据库一般用于保存文本数据，但使用数据库来保存二进制数据的场景也不少见，因此，为了确保Redis可以适用于各种不同的使用场景，SDS(simple dynamid string )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。
这也是我们将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。
例如，使用SDS来保存之前提到的特殊数据格式就没有任何问题，因为SDS使用len属性的值而不是空字符来判断字符串是否结束，如图所示。

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。

常见面试题：

1、SDS如何兼容C语言字符串？如何保证二进制安全？
SDS对象中的buf是一个柔性数组，上层调用时，SDS直接返回了buf。由于buf是直接指向内容的指针，所以兼容C语言函数。而当真正读取内容时，SDS会通过len来限制读取长度，而非“\0”，所以保证了二进制安全。
2、sdshdr5的特殊之处是什么？
sdshdr5只负责存储小于32字节的字符串。一般情况下，小字符串的存储更普遍，所以Redis进一步压缩了sdshdr5的数据结构，将sdshdr5的类型和长度放入了同一个属性中，用flags的低3位存储类型，高5位存储长度。创建空字符串时，sdshdr5会被sdshdr8替代。
3、SDS是如何扩容的？
SDS在涉及字符串修改时会调用sdsMakeroomFor函数进行检查，会根据空闲长度和新增内容的长度进行比较判断，然后根据不同情况动态扩容，该操作对上层透明。（具体扩容步骤比较复杂，此处暂不展开讨论，有兴趣的同学可自行研究）