Redis 的 string 是最重要的类型，其内部实现（SDS）几乎所有源码分析文章的起点。本文从源码视角回答三个问题：为什么不用 C 字符串？SDS 的 5 种结构如何省内存？embstr/raw/int 编码的边界与转换规则？
C 字符串（char* + \0 结尾）存在三个致命问题：
| 问题 | 后果 |
|---|---|
| 获取长度 O(N) | strlen 每次遍历 |
| 追加需手动扩容 | 缓冲区溢出风险 |
\0 即结尾 | 无法存储二进制数据 |
Redis 的 SDS（Simple Dynamic String） 用"头部元数据 + 变长缓冲区"解决全部问题：
// 早期版本（Redis 3.2 前）的 sdshdr 结构
struct sdshdr {
long len; /* buf 已用长度 */
long free; /* buf 剩余空间 */
char buf[]; /* 数据缓冲区（柔性数组） */
};len 记录长度 → O(1) 获取长度、二进制安全；buf 末尾仍保留 \0（兼容 C 函数，但不依赖它判断结尾）。Redis 3.2 起，SDS 按字符串长度分 5 档，用最小的头部存储元数据：
struct __attribute__((__packed__)) sdshdr5 {
unsigned char flags; /* 低 3 位存类型，高 5 位存长度（≤31） */
char buf[];
};
struct __attribute__((__packed__)) sdshdr8 {
uint8_t len; /* 1 字节 */
uint8_t alloc; /* 1 字节 */
unsigned char flags;
char buf[];
};
struct __attribute__((__packed__)) sdshdr16 {
uint16_t len; uint16_t alloc; unsigned char flags; char buf[];
};
struct __attribute__((__packed__)) sdshdr32 {
uint32_t len; uint32_t alloc; unsigned char flags; char buf[];
};
struct __attribute__((__packed__)) sdshdr64 {
uint64_t len; uint64_t alloc; unsigned char flags; char buf[];
};| 结构 | len 位数 | 最大长度 | 头部开销 |
|---|---|---|---|
| sdshdr5 | 5 bit | 31 字节 | 1 字节 |
| sdshdr8 | 8 bit | 255 | 3 字节 |
| sdshdr16 | 16 bit | 64KB | 5 字节 |
| sdshdr32 | 32 bit | 4GB | 9 字节 |
| sdshdr64 | 64 bit | 极大 | 17 字节 |
关键点：
__packed__：禁止编译器对齐填充，头部紧凑排列（否则 1 字节字段会 padding 到 8 字节）；> set a 12345
> object encoding a
"int"
> set b "hello world" # 11 字节 ≤ 44
> object encoding b
"embstr"
> set c xxxxxxxxxx # （此处省略：100 个 'x' 的长字符串）
> object encoding c
"raw"redisObject（16 字节）+ sdshdr8（3 字节）+ 数据在同一块连续内存分配，一次 malloc，缓存友好；\0 1B = 20B；jemalloc 常用 64B 分配单元 → 64 - 20 = 44B 数据刚好不越界。| 操作 | 转换 | 说明 |
|---|---|---|
APPEND | embstr → raw | embstr 不可变，追加即升级 |
SETRANGE | embstr → raw | 同上 |
INCR 非整数 | raw 保持 | 报错 |
| 重写（RDB/AOF 重写） | 不改变编码 | 按当前值重新判定 |
注意：int 编码的 string 执行 APPEND 后转为 raw；INCR 溢出时报错不转换。
/* 创建 SDS：按长度选择结构类型 */
sds sdsnewlen(const void *init, size_t initlen) {
/* 根据 initlen 选择 sdshdr5/8/16/32/64 */
if (initlen <= 0x1f) /* 31 */
sh = s_malloc(sizeof(struct sdshdr5) + initlen + 1);
else if (initlen <= 0xff) /* 255 */
sh = s_malloc(sizeof(struct sdshdr8) + initlen + 1);
/* ... */
sh->len = initlen;
sh->alloc = initlen;
if (initlen && init) memcpy(sh->buf, init, initlen);
sh->buf[initlen] = '\0'; /* 保留 C 兼容结尾 */
return sh->buf; /* 返回 buf 指针，头部在 buf 之前 */
}/* 扩容：翻倍或 +1MB，并升级结构 */
sds sdsMakeRoomFor(sds s, size_t addlen) {
/* 若可用空间足够直接返回 */
/* 否则按 <1MB 翻倍 / ≥1MB +1MB 重新分配，必要时换更大 sdshdr */
}SET 短值（≤44B）用 embstr，一次 malloc；GETRANGE 或直接拼接好再写；INCR/DECR 直接操作 long，无字符串分配——计数器场景天然高效；OBJECT ENCODING 看编码，MEMORY USAGE 看实际字节，排查"strings 类型内存暴涨"时先看是否大量 raw 长串。下一章讲解字典与渐进式 rehash。