Redis使用及源码剖析-2.Redis简单动态字符串（SDS）-2021-1-16

/* 保存字符串对象的结构 */
struct sdshdr {
    // buf 中已占用空间的长度
    int len;
    // buf 中剩余可用空间的长度
    int free;
    // 数据空间
    char buf[];
};

struct sdshdrPtr {
    // buf 中已占用空间的长度
    int len;
    // buf 中剩余可用空间的长度
    int free;
    // 数据空间
    char *pBuf;
};

char *pStr = "Redis is too easy!"; // 待存储字符串
int len = strlen(pStr);
sdshdr *pSds = (sdshdr *)malloc(sizeof(sdshdr) + len + 1); // 预留空字符
pSds->len = len;
pSds->free = 0;
memcpy(pSds->buf, pStr, len);
pSds->buf[len] = '\0';

// 将src字符串拼接到dest字符串末尾，默认要求dest空间足够大
char *strcat(char *dest, const char *src);
// 将src字符串赋值给dest字符串，默认要求dest空间足够大
char *strcpy(char *dest, const char *src);

// 通过C语言API直接对比buf和C字符串
strcasecmp(sds->buf, "hello world");

/* 使用的内存字节数 */
static size_t used_memory = 0;
/* 是否是线程安全情况 0=安全 1=不安全 */
static int zmalloc_thread_safe = 0;
/* 更新used_memory时用到的互斥锁 */
pthread_mutex_t used_memory_mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;

/* 非线程安全条件下zmalloc分配内存时更新使用内存字节数 */
#define update_zmalloc_stat_add(__n) do { \
    pthread_mutex_lock(&used_memory_mutex); \
    used_memory += (__n); \
    pthread_mutex_unlock(&used_memory_mutex); \
} while(0)
#define update_zmalloc_stat_sub(__n) do { \
    pthread_mutex_lock(&used_memory_mutex); \
    used_memory -= (__n); \
    pthread_mutex_unlock(&used_memory_mutex); \
} while(0)
/* zmalloc和zcalloc分配内存以后更新使用内存字节数 */
#define update_zmalloc_stat_alloc(__n) do { \
    size_t _n = (__n); \
    if (_n&(sizeof(long)-1)) _n += sizeof(long)-(_n&(sizeof(long)-1)); \
    if (zmalloc_thread_safe) { \
        update_zmalloc_stat_add(_n); \
    } else { \
        used_memory += _n; \
    } \
} while(0)
#define update_zmalloc_stat_free(__n) do { \
    size_t _n = (__n); \
    if (_n&(sizeof(long)-1)) _n += sizeof(long)-(_n&(sizeof(long)-1)); \
    if (zmalloc_thread_safe) { \
        update_zmalloc_stat_sub(_n); \
    } else { \
        used_memory -= _n; \
    } \
} while(0)

if (_n&(sizeof(long)-1)) _n += sizeof(long)-(_n&(sizeof(long)-1));

#define PREFIX_SIZE (sizeof(size_t))
/* zmalloc:分配内存，分配时多分配PREFIX_SIZE用于记录当前分配的内存所占字节数 */
void *zmalloc(size_t size) {
    void *ptr = malloc(size+PREFIX_SIZE);
    if (!ptr) zmalloc_oom_handler(size);
#ifdef HAVE_MALLOC_SIZE
    update_zmalloc_stat_alloc(zmalloc_size(ptr));
    return ptr;
#else
    *((size_t*)ptr) = size;
    update_zmalloc_stat_alloc(size+PREFIX_SIZE);
    return (char*)ptr+PREFIX_SIZE;
#endif
}
/* 释放malloc分配的空间，更新内存使用字节数 */
void zfree(void *ptr) {
#ifndef HAVE_MALLOC_SIZE
    void *realptr;
    size_t oldsize;
#endif
    if (ptr == NULL) return;
#ifdef HAVE_MALLOC_SIZE
    update_zmalloc_stat_free(zmalloc_size(ptr));
    free(ptr);
#else
    realptr = (char*)ptr-PREFIX_SIZE;
    oldsize = *((size_t*)realptr);
    update_zmalloc_stat_free(oldsize+PREFIX_SIZE);
    free(realptr);
#endif
}

/* 类型别名，用于指向 sdshdr 的 buf 属性 */
typedef char *sds;
/* 返回 sds 实际保存的字符串的长度 */
/* T = O(1) */
static inline size_t sdslen(const sds s) {
    struct sdshdr *sh = (void*)(s-(sizeof(struct sdshdr)));
    return sh->len;
}
/* 返回 sds 可用空间的长度 */
/* T = O(1) */
static inline size_t sdsavail(const sds s) {
    struct sdshdr *sh = (void*)(s-(sizeof(struct sdshdr)));
    return sh->free;
}

sds sdsnewlen(const void *init, size_t initlen) {
    struct sdshdr *sh;
    // 根据是否有初始化内容，选择适当的内存分配方式
    // T = O(N)
    if (init) {
        // zmalloc 不初始化所分配的内存
        sh = zmalloc(sizeof(struct sdshdr)+initlen+1);
    } else {
        // zcalloc 将分配的内存全部初始化为 0
        sh = zcalloc(sizeof(struct sdshdr)+initlen+1);
    }
    // 内存分配失败，返回
    if (sh == NULL) return NULL;
    // 设置初始化长度
    sh->len = initlen;
    // 新 sds 不预留任何空间
    sh->free = 0;
    // 如果有指定初始化内容，将它们复制到 sdshdr 的 buf 中
    // T = O(N)
    if (initlen && init)
        memcpy(sh->buf, init, initlen);
    // 以 \0 结尾
    sh->buf[initlen] = '\0';
    // 返回 buf 部分，而不是整个 sdshdr
    return (char*)sh->buf;
}

sds sdsMakeRoomFor(sds s, size_t addlen) {
    struct sdshdr *sh, *newsh;
    // 获取 s 目前的空余空间长度
    size_t free = sdsavail(s);
    size_t len, newlen;
    // s 目前的空余空间已经足够，无须再进行扩展，直接返回
    if (free >= addlen) return s;
    // 获取 s 目前已占用空间的长度
    len = sdslen(s);
    sh = (void*) (s-(sizeof(struct sdshdr)));
    // s 最少需要的长度
    newlen = (len+addlen);
    // 根据新长度，为 s 分配新空间所需的大小
    if (newlen free = newlen - len;
    // 返回 sds
    return newsh->buf;
}