一 實現原理
1.1 c語言字符串
以空字符串結尾的字符數組，比如hello在C語言中，經過一系列算法分配內存後，再產生出圖中結構代表字符串'hello！~'。
使用長度爲N+1的字符數組來表示字符串，最後總加一個'\0'代表結尾。
1.2 php字符串
底層爲C，結構如代碼所示：
1.3 redis字符串
和php的字符串有類似之處，redis作者封裝了一個名爲SDS的結構體來表示字符串，如圖所示：
那它爲啥要這樣做呢，我們在下面小結探討~，先說一下結構中各個屬性的作用：
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len：
標識該字符串長度（ 結合PHP的字符串結構體想想有什麼好處~ ）
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free：
標識該redis字符串未使用空間大小，它有着自己的分配策略（下面簡單介紹）
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buf：
類似一個C語言的字符串，以'\0'結尾，方便重用C語言的一些字符串函數（說白了就是當做C語言的字符串用，但是\0後面會有長度free的空間，對於C函數來說不影響）
二 對比
2.1 查詢複雜度
2.1.1 c語言
由於C語言的字符串結構使然，它只能通過遍歷加計數來獲取字符串長度，很簡單，O(N)
2.1.2 PHP、Redis
這兩個一起說，是因爲它們都在自己的字符串結構體中內置了長度的屬性，直接O(1)獲取該屬性的值即可得到字符串長度
2.2 摳門C之申請與釋放
C作爲可操作內存的一門語言，它是比較摳門的，不會動態爲我們分配內存。我們需要手動去申請內存儲存數據，在我們不需要用到某些內存的時候，也要去手動將其釋放（垃圾回收、GC）。
2.2.1 緩衝區溢出 忘記申請
redis爲什麼要這麼設計呢，我們先簡單瞭解一下C語言中的 緩衝區溢出 問題
我們想在hello！~後追加 得到 hello！~ world~！ 但是str2意外被修改
2.2.2 內存泄漏 忘記釋放
標題我們說忘記釋放，和申請分配相對應，如果我們在C中想要做到縮短字符串的操作，比如我們把str1改爲hello之後，沒有去釋放~！所佔用的空間，就會造成 內存泄漏 ，產生空佔內存。
2.2.3 Redis、PHP如何做
PHP作爲一門“高級語言”，有自己的動態分配和GC，Redis也一樣。上面我們瞭解到，C語言的字符串操作相對比較麻煩，那麼它的優點呢？比較明顯的是節省內存，我們也從圖片中得知，PHP和Redis的字符串結構相對於C來說有其他附加的屬性，它們都會佔用一定的空間。反之，我佔用這麼多空間，圖啥？一句話：空間換時間。
Redis作爲一種高性能的緩存服務，它需要對客戶端的請求做到快速響應。字符串的更改操作對於Redis來說也比較頻繁，如果像C那樣每次都需要申請內存和GC，對性能來說影響是比較大的，更不用說像strlen之類的操作了，直接將O(N)變成了O(1)，典型的實現空間換時間。
那麼它具體是怎麼做的呢？
2.3 空間換時間
2.3.1 預分配
當我們對某個string類型的key執行set後，如果字符串的長度增長，Redis不僅對字符串分配相應長度的空間，還會進行預分配給一定的未使用空間，該未使用空間的長度由free屬性標識。機制如下：
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如果修改之後len長度小於1MB，就分配和len長度一樣的空間。
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如果修改之後len長度大於1MB，就分配1MB空間。
舉例：如果str修改之後字符串大小爲30MB，那麼實際分配長度爲30MB(len)+1MB(free)+1byte(\0)，假如我們繼續修改str 長度爲30MB+500KB，那Redis就不需要重新申請內存空間，直接利用free的1MB空間即可。嗯~ 空間換來了時間
2.3.2 懶釋放
當我們對某個string類型的key執行set後，如果字符串的長度減少，Redis將字符串直接放進當前key對應的空間中，多出來的空間不會被立即釋放，多出來的空間由free屬性標識，以便即將到來的字符串增長操作。舉個例子：
set str helloworld;
set str hello;
set str helloredis;
執行第二、三個命令發生了什麼呢
helloworld\0 佔用11個字符空間，此時free爲0
hello\0 佔用6個字符空間，此時free爲5
hellophp\0 佔用9個空間，php直接利用free的空間，不需要重新申請內存，此時free爲2
2.4 二進制安全
講這點肯定是和C有區別滴，C語言的字符串結尾用\0 空字符來判定。假設有個文本 redis\0!，在C中！是會被忽略的。所以C中的字符串並不能保存比較特殊的數據。得益於Redis的字符串結構體，我們用len屬性來判斷字符串是否結束，所以數據是存的什麼樣，取出來還是原來的樣子。
三 總結
| C字符串 | Redis字符串 |
| 計算長度需要遍歷 | 直接取len的值 |
| 手動申請釋放內存 | len和free配合Redis機制不需要考慮C中此類問題 |
| 二進制不安全 | 二進制安全 |
| 頻繁操作慢，每次內存分配 | 頻繁操作快，不需要每次分配內存 |