面试官：Redis有哪些数据类型？
我：String，List，set，zset，hash
面试官：没了？
我：哦哦哦，还有HyperLogLog，bitMap，GeoHash，BloomFilter
面试官：就这？回家等通知吧。
前言我敢肯定，第一个回答，%的人都能说上来，但是第二个回答能回答上来的人可能就不多了，但是这也不是我今天探讨的话题。
我就从我自己的去面试的回答思路，以及作为一个面试官他想听到的标准答案来给大家出一期，Redis基础类型的文章（系列文章），写这个的时候我还是很有心得的，不知道大家有多少人跟我最开始一样，面试官问有哪些类型，就回答出那五种就结束了，如果你是这样的可以在评论区留言，让我看看有多少人是这样的。
但是，一场面试少说都是半小时起步上不封顶，你这样一句话就回答了这么重要的五个知识点，这个结果是你想要的么？是面试官想要的么？
我再问你一个问题，你可能就懵逼了：String在Redis底层是怎么存储的？这些数据类型在Redis中是怎么存放的？Redis快的原因就只有单线程和基于内存么？
宝贝，触及知识盲区没？不慌，我以前也是这样的，我以为我背出那五种就完事了，结果被面试官安排了一波，后面我苦心修炼，总算是好了一点，现在对缓存也是非常熟悉了，你不会没事，有我嘛，乖。
正文Redis是C语言开发的，C语言自己就有字符类型，但是Redis却没直接采用C语言的字符串类型，而是自己构建了动态字符串（SDS）的抽象类型。
就好比这样的一个命令，其实我是在Redis创建了两个SDS，一个是名为aobing的KeySDS，另一个是名为cool的ValueSDS，就算是字符类型的List，也是由很多的SDS构成的Key和Value罢了。
SDS在Redis中除了用作字符串，还用作缓冲区（buffer），那到这里大家都还是有点疑惑的，C语言的字符串不好么为啥用SDS？SDS长啥样？有什么优点呢?
为此我去找到了Redis的源码，可以看到SDS值的结果大概是这样的，源码的在GitHub上是开源的大家一搜就有了。
structsdshdr{intlen;intfree;charbuf[];}
回到最初的问题，为什么Redis用了自己新开发的SDS，而不用C语言的字符串？那好我们去看看他们的区别。
SDS与C字符串的区别计数方式不同C语言对字符串长度的统计，就完全来自遍历，从头遍历到末尾，直到发现空字符就停止，以此统计出字符串的长度，这样获取长度的时间复杂度来说是0（n），大概就像下面这样：
但是这样的计数方式会留下隐患，所以Redis没有采用C的字符串，我后面会提到。
而Redis我在上面已经给大家看过结构了，他自己本身就保存了长度的信息，所以我们获取长度的时间复杂度为0（1），是不是发现了Redis快的一点小细节了？还没完，不止这些。
杜绝缓冲区溢出字符串拼接是我们经常做的操作，在C和Redis中一样，也是很常见的操作，但是问题就来了，C是不记录字符串长度的，一旦我们调用了拼接的函数，如果没有提前计算好内存，是会产生缓存区溢出的。
比如本来字符串长这样：
你现在需要在后面拼接，但是你没计算好内存，结果就可能这样了：
这是你要的结果么？很显然，不是，你的结果意外的被修改了，这要是放在线上的系统，这不是完了？那Redis是怎么避免这样的情况的？
我们都知道，他结构存储了当前长度，还有free未使用的长度，那简单呀，你现在做了拼接操作，我去判断一些是否可以放得下，如果长度够就直接执行，如果不够，那我就进行扩容。
这些大家在Redis源码里面都是可以看到对应的API的，后面我就不一一贴源码了，有兴趣的可以自己去看一波，需要一点C语言的基础。
减少修改字符串时带来的内存重分配次数C语言字符串底层也是一个数组，每次创建的时候就创建一个N+1长度的字符，多的那个1，就是为了保存空字符的，这个空字符也是个坑，但是不是这个环节探讨的内容。
Redis是个高速缓存数据库，如果我们需要对字符串进行频繁的拼接和截断操作，如果我们写代码忘记了重新分配内存，就可能造成缓冲区溢出，以及内存泄露。
内存分配算法很耗时，且不说你会不会忘记重新分配内存，就算你全部记得，对于一个高速缓存数据库来说，这样的开销也是我们应该要避免的。
Redis为了避免C字符串这样的缺陷，就分别采用了两种解决方案，去达到性能最大化，空间利用最大化：
空间预分配：当我们对SDS进行扩展操作的时候，Redis会为SDS分配好内存，并且根据特定的公式，分配多余的free空间，还有多余的1byte空间（这1byte也是为了存空字符），这样就可以避免我们连续执行字符串添加所带来的内存分配消耗。
比如现在有这样的一个字符：
我们调用了拼接函数，字符串边长了，Redis还会根据算法计算出一个free值给他备用：
我们再继续拼接，你会发现，备用的free用上了，省去了这次的内存重分配：
惰性空间释放：刚才提到了会预分配多余的空间，很多小伙伴会担心带来内存的泄露或者浪费，别担心，Redis大佬一样帮我们想到了，当我们执行完一个字符串缩减的操作，redis并不会马上收回我们的空间，因为可以预防你继续添加的操作，这样可以减少分配空间带来的消耗，但是当你再次操作还是没用到多余空间的时候，Redis也还是会收回对于的空间，防止内存的浪费的。
还是一样的字符串：
当我们调用了删减的函数，并不会马上释放掉free空间：
如果我们需要继续添加这个空间就能用上了，减少了内存的重分配，如果空间不需要了，调用函数删掉就好了：
二进制安全仔细看的仔肯定看到上面我不止一次提到了空字符也就是’\0‘，C语言是判断空字符去判断一个字符的长度的，但是有很多数据结构经常会穿插空字符在中间，比如图片，音频，视频，压缩文件的二进制数据，就比如下面这个单词，他只能识别前面的不能识别后面的字符，那对于我们开发者而言，这样的结果显然不是我们想要的对不对。
Redis就不存在这个问题了，他不是保存了字符串的长度嘛，他不判断空字符，他就判断长度对不对就好了，所以redis也经常被我们拿来保存各种二进制数据，我反正是用的很high，经常用来保存小文件的二进制。
资料参考：Redis设计与实现
总结大家是不是发现，一个小小的SDS居然有这么多道理在这？
以前就知道Redis快，最多说个Redis是单线程的，说个多路IO复用，说个基于内存的操作就完了，现在是不是还可以展开说说了？
本文是系列文的第一章，后续会陆续更新的，不知道这样的类型大家是否喜欢，可以留言给我反馈。
大家一同去面试，一样的问题，就是有人能过，有人不能过，大家经常归咎于自己学历，自己过往经历的原因，但是你可以问一下自己，底层的细节字节是否有深究呢？细节往往才是最重要的，也是最少人知道的，如何和别的仔拉开差距拿到offer，我想就是这样些细节决定的吧，背谁不会呢？
絮叨我是敖丙，一个在互联网苟且偷生的程序员。
你知道的越多，你不知道的越多，人才们的就是丙丙创作的最大动力，我们下期见！
注：如果本篇博客有任何错误和建议，欢迎人才们留言！
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