数据结构的基本操作不外乎增、删、改、查，SDS也不例外。由于Redis 3.2后的SDS涉及多种类型，修改字符串内容带来的长度变化可能会影响SDS的类型而引发扩容。本节着重介绍创建、释放、拼接字符串的相关API，帮助大家更好地理解SDS结构。
1、创建字符串
Redis通过sdsnewlen函数创建SDS。在函数中会根据字符串长度选择合适的类型，初始化完相应的统计值后，返回指向字符串内容的指针，根据字符串长度选择不同的类型：
sds sdsnewlen(const void*init,size_t initlen){
void*sh;
sds s;
char type=sdsReqType(initlen);//根据字符串长度选择不同的类型
if(type==SDS_TYPE_5&&initlen==0)type=SDS_TYPE_8;//SDS_TYPE_5强制转化为SDS_TYPE_8
int hdrlen=sdsHdrSize(type);//计算不同头部所需的长度unsigned char*fp;/*指向flags的指针*/
sh=s_malloc(hdrlen+initlen+1);//"+1"是为了结束符''
...
s=(char*)sh+hdrlen;//s是指向buf的指针
fp=((unsigned char*)s)-1;//s是柔性数组buf的指针,-1即指向flags...
s[initlen]='';//添加末尾的结束符
return s;
}
注意Redis 3.2后的SDS结构由1种增至5种，且对于sdshdr5类型，在创建空字符串时会强制转换为sdshdr8。原因可能是创建空字符串后，其内容可能会频繁更新而引发扩容，故创建时直接创建为sdshdr8。
创建SDS的大致流程：首先计算好不同类型的头部和初始长度，然后动态分配内存。需要注意以下3点。
1）创建空字符串时，SDS_TYPE_5被强制转换为SDS_TYPE_8。
2）长度计算时有“+1”操作，是为了算上结束符“”。
3）返回值是指向sds结构buf字段的指针。返回值sds的类型定义如下：
typedef char*sds;
从源码中我们可以看到，其实s就是一个字符数组的指针，即结构中的buf。这样设计的好处在于直接对上层提供了字符串内容指针，兼容了部分C函数，且通过偏移能迅速定位到SDS结构体的各处成员变量。
2、释放字符串
SDS提供了直接释放内存的方法——sdsfree，该方法通过对s的偏移，可定位到SDS结构体的首部，然后调用s_free释放内存：
void sdsfree(sds s){
if(s==NULL)return;
s_free((char*)s-sdsHdrSize(s[-1]));//此处直接释放内存
}
为了优化性能（减少申请内存的开销），SDS提供了不直接释放内存，而是通过重置统计值达到清空目的的方法——sd-sclear。该方法仅将SDS的len归零，此处已存在的buf并没有真正被清除，新的数据可以覆盖写，而不用重新申请内存。
void sdsclear(sds s){
sdssetlen(s,0);//统计值len归零
s[0]='';//清空buf
}
3、拼接字符串
拼接字符串操作本身不复杂，可用sdscatsds来实现，代码如下：
sds sdscatsds(sds s,const sds t){return sdscatlen(s,t,sdslen(t));
}
sdscatsds是暴露给上层的方法，其最终调用的是sdscatlen。由于其中可能涉及SDS的扩容，sdscatlen中调用sdsMake-RoomFor对带拼接的字符串s容量做检查，若无须扩容则直接返回s；若需要扩容，则返回扩容好的新字符串s。函数中的len、curlen等长度值是不含结束符的，而拼接时用memcpy将两个字符串拼接在一起，指定了相关长度，故该过程保证了二进制安全。最后需要加上结束符。
/*将指针t的内容和指针s的内容拼接在一起，该操作是二进制安全的*/
sds sdscatlen(sds s,const void*t,size_t len){
size_t curlen=sdslen(s);
s=sdsMakeRoomFor(s,len);
if(s==NULL)return NULL;
memcpy(s+curlen,t,len);//直接拼接，保证了二进制安全sdssetlen(s,curlen+len);
s[curlen+len]='';//加上结束符
return s;
}
图2-5描述了sdsMakeRoomFor的实现过程。
Redis的sds中有如下扩容策略。
1）若sds中剩余空闲长度avail大于新增内容的长度ad-dlen，直接在柔性数组buf末尾追加即可，无须扩容。代码如下：
sds sdsMakeRoomFor(sds s,size_t addlen){
void*sh,*newsh;
size_t avail=sdsavail(s);
size_t len,newlen;
char type,oldtype=s[-1]&SDS_TYPE_MASK;//s[-1]即flags
int hdrlen;
if(avail>=addlen)return s;//无须扩容，直接返回
...
}
2）若sds中剩余空闲长度avail小于或等于新增内容的长度addlen，则分情况讨论：新增后总长度len+addlen<1MB的，按新长度的2倍扩容；新增后总长度len+addlen>1MB的，按新长度加上1MB扩容。代码如下：
sds sdsMakeRoomFor(sds s,size_t addlen){...
newlen=(len+addlen);
if(newlen<SDS_MAX_PREALLOC)//SDS_MAX_PREALLOC这个宏的值是1MB
newlen*=2;
else
newlen+=SDS_MAX_PREALLOC;
...
}
3）最后根据新长度重新选取存储类型，并分配空间。此处若无须更改类型，通过realloc扩大柔性数组即可；否则需要重新开辟内存，并将原字符串的buf内容移动到新位置。具体代码如下：
图2-5 sdsMake RoomFor的实现过程sds
sdsMakeRoomFor(sds s,size_t addlen)
{
...
type=sdsReqType(newlen);
/*type5的结构不支持扩容，所以这里需要强制转成type8*/
if(type==SDS_TYPE_5)type=SDS_TYPE_8;
hdrlen=sdsHdrSize(type);
if(oldtype==type){
/*无须更改类型，通过realloc扩大柔性数组即可，注意这里指向buf的指针s被更新了*/newsh=s_realloc(sh,hdrlen+newlen+1);
if(newsh==NULL)return NULL;
s=(char*)newsh+hdrlen;
}else{
/*扩容后数据类型和头部长度发生了变化，此时不再进行realloc操作，而是直接重新开辟内存，拼接完内容后，释放旧指针*/
newsh=s_malloc(hdrlen+newlen+1);//按新长度重新开辟内存
if(newsh==NULL)return NULL;
memcpy((char*)newsh+hdrlen,s,len+1);//将原buf内容移动到新位置
s_free(sh);//释放旧指针
s=(char*)newsh+hdrlen;//偏移sds结构的起始地址，得到字符串起始地址
s[-1]=type;//为falgs赋值
sdssetlen(s,len);//为len属性赋值}
sdssetalloc(s,newlen);//为alloc属性赋值
return s
;
}
4、其余API
SDS还为上层提供了许多其他API，篇幅所限，不再赘述。表2-1列出了其他常用的API，读者可自行查阅源码学习，学习时把握以下两点。
1）SDS暴露给上层的是指向柔性数组buf的指针。
2）读操作的复杂度多为O(1)，直接读取成员变量；涉及修改的写操作，则可能会触发扩容。
表2-1其他常用的API
SDS的以下特性是如何实现的。
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，故兼容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“”，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，故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在涉及字符串修改处会调用sdsMakeroomFor函数进行检查，根据不同情况动态扩容，该操作对上层透明。 
