Redis 數據結構 之 SDS

SDS(simple dynamic string),簡單動態字符串。s同時它被稱為 Hacking String。hack 的地方就在 sds 保存了字符串的長度以及剩餘空間。sds 的實現在 sds.c 中。

C語言字符串使用長度為n+1的字符數組來表示長度為n的字符串,並且字符數組的最後一個元素總是空字符’\0’,這樣的方式存儲,時存在安全隱患的,並且它不能滿足效率方面的需求。

因此Redis沒有使用C原生的string而是自己構建了SDS。在Redis里,C語言字符串只用於一些無須對字符串值進行修改的地方,比如:日誌。

在Redis中,包含字符串值的鍵值對都是使用SDS實現的,除此之外,SDS還被用於AOF緩衝區、客戶端狀態的輸入緩衝區。

SDS定義

struct sdshdr{
     //字節數組
     char buf[]; 
     //buf數組中已使用字節數量
     int len;
     //buf數組中未使用字節數量
     int free;
}

如上圖所示,len表示該SDS保存了一個6字節長度(不包含結束符)的字符串,free表示該SDS還有6個字節的未使用空間,buf是一個char類型的數組 ,保存了該SDS所存儲的字符串值。

高效

相比C語言字符串,使獲取字符串長度時間複雜度降為O(1)而C原生的獲取長度為O(N) 遍歷整個數組。

安全

同時SDS杜絕緩衝區溢出,不會像C那樣造成數組數據不安全,絕對不會越界。

當需要對SDS進行修改時,API會先檢查SDS當前剩餘空間是否滿足修改之後所需的空間,如果不滿足的話API會自動將SDS的空間擴展至足夠用的空間然後才進行下一步操作,所以SDS不會出現緩衝區溢出問題。

減少內存分配

C語言字原生符串底層是使用一個n+1個字符長度的char類型數據實現的,所以每次增長或縮短一個原生字符串,程序都要對這個字符串數組進行一次內存重分配操作:

同時因為內存重分配涉及複雜的算法,並且可能需要執行系統調用,所以它通常是一個比較耗時的操作。Redis經常被用於速度要求嚴苛、數據被頻繁修改的場合,如果每次修改字符串都需要執行一次內存重分配的話,那麼對於性能會造成很大影響。

SDS 在分配了內存之後(往往空間會存在盈餘,也就是空間的預分配),然後自己通過len 和 free 來維護已使用的和未使用的內存,不再依賴系統來重新劃分,這樣能有效的提升性能。

空間預分配

用於字符串增長操作,當字符串增長時,程序會先檢查需不需要對SDS空間進行擴展,如果需要擴展,程序不僅會為SDS分配修改所必要的空間,還會為SDS分配額外的未使用空間,額外分配的未使用空間公式如下:

SDS空間 < 1MB

如果對SDS修改之後,SDS的長度(修改之後len屬性的值)小於1MB,那麼則分配和len屬性同樣大小的未使用空間,這時SDS的len屬性和free屬性的值相同。如:如果修改之後SDS的len將變為10字節,那麼程序也會分配10字節的未使用空間,SDS的buf數組實際長度變為10 + 10 + 1 = 21(額外一個字節用於保存結束符\n)

SDS空間 > 1MB

如果對SDS修改之後,SDS的長度大於等於1MB,那麼程序會分配1MB的未使用空間。如:修改之後的len將變為10MB,那麼程序會分配1MB的未使用空間,SDS的bug數組長度為10MB + 1MB + 1byte

SDS空間 > 512MB

Game over~ 報錯!

惰性空間釋放

用於優化SDS的字符串收縮操作,當字符串收縮時,程序不會立即執行內存重分配來回收收縮后內存多出來的空間,而是使用free屬性記錄下來,以備將來使用。

通過空間預分配,Redis可以減少連續執行字符串增長操作所需的內存重分配次數,通過惰性空間釋放,SDS避免了縮短字符串時所需的內存重分配操作,併為將來由可能的增長操作提供了優化。

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法國新任環境部長:不排除改組法電公司

摘錄自2018年9月10日法廣報導

法國世界報在本周一(10日)發布了一篇對法國新任環境部長德魯吉的專訪,其中數點提到了法國電力公司。

法電公司此前一直要求政府儘快落實法國境內新一座壓水反應堆核電廠的建造。對此,德魯吉不置可否,但強調「法電公司首先要證明,壓水反應堆核電廠是能用的,現在情況沒有體現出來壓水反應堆核電廠可用,沒人能保證現有的壓水反應堆核電廠什麼時候能啟動。法電公司還需要證明,壓水反應堆核電廠在費用方面具有競爭力。」德魯吉表示,無論如何,除了法國最老舊的,仍然運轉的核電廠費森海姆被關閉之外,要關閉的核電廠還有很多。法國將在今年10月底公布系列核電廠反應堆的關閉日程表。

對於辭職的前任環境部長於洛曾經提到的改組法電公司的可能性,新任環境部長德魯吉表示,已經對改組與否有了想法。他表示,法電公司不僅要進行能源轉型,而且要關注企業債務問題。

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WTO檢討 促台推動農產品貿易自由化

摘錄自2018年9月11日中央社布魯塞爾報導

經濟部次長王美花率團出席世界貿易組織(WTO)對台灣第4次貿易政策檢討會議,歐盟代表在會中讚台灣經濟基本面良好,但呼籲台灣加速制定殘留許可限制,推動農產品貿易自由化。

台灣第4次貿易政策檢討會議12日至14日在WTO瑞士日內瓦總部召開,由經濟部次長王美花率團與會,與會代表包括行政院經貿談判辦公室、外交部、農委會、財政部、金管會、經濟部工業局、智慧財產局及國際貿易局等單位。

根據經濟部發布新聞稿,王美花在會中說明台灣過去4年經貿政策,重申支持自由多邊貿易體系及WTO,表示將與會員合作改善WTO;也說明台灣正實行推動加入跨太平洋夥伴全面進步協定(CPTPP)、推動數位經濟及前瞻計畫等經貿政策,並以新南向政策強化與該地區連結。

此外,台灣正大力推動永續能源政策,目標在2025年達到再生能源占比20%目標,藉此鼓勵投資與創造就業,並承諾協助其他WTO開發中會員共同達到聯合國永續發展目標。

擔任與談人的歐盟駐WTO大使范亥克倫(Marc Vanheukelen)彙整22個會員國提出的400多項書面問題,主要關注議題包括簡化外人投資審查程序、食品安全應採用國際標準,並基於科學證據及簡化農藥殘留容許量的程序、農業進口稅率遠高於工業產品、履行農業境內支持通知義務、漁業補貼、擴大政府採購開放範圍、擴大對低度開發國家產品進口優惠。

范亥克倫強調,台灣應加速制訂殘留許可限制(MRL),推動農產品貿易自由化,以及推動人才培養與經濟永續發展。

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MIT 認為核電不可或缺,小型模組式核反應爐為發展重點

摘錄自2018年9月12日科技新報美國報導

麻省理工能源研究計畫(MITEI)最新研究,若要在低成本與對社會影響低的情況下實現低碳未來,核能是不可或缺的元素之一,建議應捨棄傳統的大型電廠,發展成本低與裝置更靈活的小型模組式核反應爐。

先前美國核能管理委員會(NRC)也放行英商 NuScale Power 的模組式反應爐的第一階段審核,根據官網資料,該小型核反應爐大小 23×5 公尺,重量僅 700 公噸,熱容量達 160 MWt、可產生 50 MW 電力,其發電性能不差、體積更是遠比傳統的核反應爐還要小。

處於實驗室階段的第四代核電廠行波反應爐也屬於模組式設計,製造成本則比傳統核反應爐更加便宜,有別於 LWR 等前幾代核技術,行波反應爐不需要濃縮鈾,使用核廢料貧化鈾就可以運行,自產的核廢料也能回收利用。假如該技術成功跨出商業化門檻,核廢料問題將可大大減少。

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加州簽了! 2045年100%乾淨能源目標入法

環境資訊中心外電;姜唯 翻譯;林大利 審校;稿源:ENS

加州州長布朗10日簽署參議院100號法案(SB 100),將「100%乾淨電力」正式設立為法定目標。

繼提早四年達成「2020年減排13%、經濟成長26%」目標後,「SB 100」將使加州的再生能源比例標準更加積極,2025年必須達到50%電力由再生能源供應,2030年要達到60%,2045年實現零碳電網。

加州州長布朗簽署參議院100號法案(SB 100)。圖片來源:Office of the Governor

州長訂定碳中和目標  減碳不涉核電

為了確保全球暖化對策不只侷限於電業(佔加州溫室氣體排放量的16%),布朗還發布了一項行政命令,指示加州要在2045年實現碳中和,之後則要實現淨負排碳。

目前全球有20多個國家和40多個地方政府宣布,最晚要在本世紀中實現碳中和。

為了實現目標,加州將持續減少碳污染,同時增加森林、土壤和其他自然地景的碳儲存和空氣品質及公共衛生改善計畫,尤其是在該州受影響最嚴重的社區。

加州也將陸續實施一系列因應暖化的長期行動。上週,布朗簽署了另一項法案,禁止加州沿海進行新的聯邦海上石油鑽探活動,並宣布加州反對聯邦政府擴大加州公共土地上石油鑽探的計畫。1968年至今,加州都沒有開放沿海地區的新石油和天然氣租賃。

雖然加州政府定義的乾淨能源有三種,州政府在其網站上的指出,加州正在逐步淘汰核電,現階段也並不考慮新建核電廠。

減碳聯盟「Under2 Coalition」 規模跨六大洲、佔全球經濟四成

原本加州計畫於2020年達成減排13%、同時經濟成長26%,結果此目標提早四年達成。從2015到2016年,加州減排量大約等於減少240萬輛汽車上路,省下15億加侖的汽柴油燃料。

此外,布朗幫助建立全美和全球的減碳合作聯盟「Under2 Coalition」。該聯盟起源於加州與德國巴登-符騰堡州之間的合作關係,現在已納入橫跨六大洲的206個各級政府,共代表13億人口和30兆美元的GDP,相當於全球人口的17%和全球經濟的40%。

聯盟成員做出了一些重要承諾,包括減少相當於1990年水準80%至95%的溫室氣體排放,以及2050年加州每人每年碳排少於2公噸。

California Passes 100 Percent Clean Electricity Bill SACRAMENTO, California, September 10, 2018 (ENS)

Putting his stamp of approval on California’s global climate leadership, Governor Jerry Brown today signed Senate Bill 100, which sets a 100 percent clean electricity goal for the state. The governor also issued an executive order establishing a new target to achieve carbon neutrality – both by 2045.

With Governor Brown’s executive order, California establishes the most ambitious carbon neutrality commitment of the more than 20 countries and at least 40 cities, states and provinces planning to go carbon neutral by mid-century or sooner.

SB 100 advances the state’s existing Renewables Portfolio Standard, which establishes how much of the electricity system should be powered from renewable energy resources, to 50 percent by 2025 and 60 percent by 2030.

It also puts California on the bold path to implement a zero-carbon electricity grid by 2045.

To ensure California is combating global warming beyond the electric sector, which represents 16 percent of the state’s greenhouse gas emissions, the governor’s executive order directs the state to achieve carbon neutrality by 2045 and net negative greenhouse gas emissions after that.

The state will reach its goals with continued reductions of carbon pollution and increased carbon sequestration in forests, soils and other natural landscapes and programs focused on improving air quality and public health, especially in California’s most impacted communities.

These actions are the latest in a long series of actions by California to deal with the warming climate. Late last week, Governor Brown also signed legislation to block new federal offshore oil drilling along California’s coast and announced the state’s opposition to the federal government’s plan to expand oil drilling on public lands in California. The entirety of the state’s coast has been off-limits to new oil and gas leases for more than 30 years, and the state has not issued a lease for offshore oil or gas production since 1968.

The state has met its 2020 target four years early, reducing emissions 13 percent while growing the economy 26 percent.

From 2015 to 2016, emissions reductions were roughly equal to taking 2.4 million cars off the road, saving 1.5 billion gallons of gasoline and diesel fuel.

In addition, Governor Brown has helped establish and expand coalitions of partners across the nation and globe committed to curbing carbon pollution.

The Under2 Coalition, which originated from a partnership between California and the German state of Baden-Württemberg, now includes 206 jurisdictions on six continents that collectively represent 1.3 billion people and $30 trillion in GDP – equivalent to 17 percent of the global population and 40 percent of the global economy.

Members of the Under2 Coalition have made a number of key commitments, including reducing greenhouse gas emissions equivalent to 80 to 95 percent below 1990 levels or to less than two annual metric tons for each person in California by 2050.

※ 全文及圖片詳見:

作者

如果有一件事是重要的,如果能為孩子實現一個願望,那就是人類與大自然和諧共存。

於特有生物研究保育中心服務,小鳥和棲地是主要的研究對象。是龜毛的讀者,認為龜毛是探索世界的美德。

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台電動車廠凱勝新廠動土,打造綠能產業聚落

台灣本地的電動車大廠凱勝綠能科技正式於嘉義縣馬稠後工業區破土興建新廠房。馬稠後廠房共分三廠,總投資額達新台幣60億元,首期一廠工程預計在2018年完工,將成為台灣規模最大的電動車生產基地,並將進一步投入綠能相關產業的研發製造。

凱勝綠能的招牌產品為電動巴士,是目前台灣最大的電動巴士生產商。為深耕台灣在地電動車產業,凱勝綠能看上馬稠後工業區的地理區位,規劃興建三個廠房。投資新台幣25億元的一廠工程於11月1日正式動土,預計在2018年完工,屆時電動巴士產能可提高到1,000餘輛,年產值新台幣300億元以上,並可創造當地就業和10億餘元的地方稅收。

凱勝綠能董事長陳怡仁表示,馬稠後工廠一廠除將進行電動車研發生產外,更將投入太陽能綠電與儲能系統的開發和應用,如提升電池儲能功能等。到了二、三廠陸續完工後,還將投入各式電動載具與相關產品的研發製造,屆時馬稠後工廠不僅會是全台規模最大的電動車建案,也將形成完整的電動車與綠能產業研發基地。

陳怡仁指出,電動車是「零排放、零汙染、零噪音」的「三零」產業,將有助守護台灣與地球環境。嘉義縣長張花冠亦蒞臨破土典禮,並親自試乘凱勝綠能的電動車。

(照片:嘉義縣長張花冠試乘電動車。來源:嘉義縣政府)

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中國第四季電動車市場需求回溫,全年挑戰55萬輛

2016年中國電動車市場雖有取締騙補政策影響原成長力道,但在預期2017年補貼將降低而刺激消費者提前購車的情況下,今年第四季仍有很大的銷售成長空間。TrendForce旗下拓墣產業研究所最新研究顯示,今年1~9月的中國電動車市場銷售已近35萬輛,超越去年總量,預估2016年將挑戰55萬輛,引領全球電動車邁向近百萬輛市場規模。

拓墣車輛電子分析師張仙平表示,中國2014及2015年已連續兩年以超過300%的銷售成長率,超越日、美,成為全球最大電動車區域市場,2015年更占據了全球逾半的銷售量,因此中國電動車市場已成為全球電動車銷售引擎。

張仙平指出,外界持續看好中國電動車市場,然而,在2016年初中國政府積極取締騙補,以及從2016年起逐年遞減的購車補貼政策下,使得中國雖然在乘用車市場仍能維持快速成長力道,但在商用車市場上,包含電動巴士與電動專車的銷售狀況均受到衝擊,銷量呈現衰退。而中國政府也在騙補事件後,提高廠商申請生產許可證的資格,因此在補助減少而門檻提高的影響下,2017年中國電動商用車銷量仍可能衰退。

在預期2017年中國電動車購車補貼將降低的情況下,拓墣預估市場需求將集中在2016第四季,拉升中國市場電動車全年銷售達55萬輛,其中主要受惠於乘用車市場的高速成長動能。除中國市場外,美國與日本市場也一掃去年銷售頹勢,在2016年維持成長。美國市場在特斯拉Model S與Model X的熱銷下,有望締造近15萬輛的銷售佳績。拓墣預估2016年全球電動車市場將在中國市場領頭的情形下,突破95萬輛的銷售量。

全球市場研究機構TrendForce將在2016年11月10日,於臺大醫院國際會議中心舉辦「集邦拓墣2017年科技產業大預測」研討會。活動網址:

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台北萬豪酒店首設Tesla充電站,即日啟用

美商特斯拉(Tesla)於今年9月正式進軍台灣,在台引發電動車熱。台北萬豪酒店宣布與Tesla合作設置充電站,同時推出限時活動,鼓勵民眾響應環保行動。

繼在台灣科技大學校區內設置充電站後,Tesla正式宣布與台北萬豪酒店合作,於飯店內設置6組充電站,成為全台首家提供Tesla電動車充電服務的飯店。車主只要於飯店內消費,就可免費享有充電服務。

台北萬豪酒店主管表示,萬豪國際的核心理念是「擁抱改變」,不但要跟著時代進步,還要勇於創新,與Tesla的形象相輔相成。藉由與Tesla合作設置電動車充電站,希望能提供客戶更便捷的服務,並推動現代科技。

萬豪酒店同時也推出相關活動,凡是11月30日前佩戴紅色配件到萬豪酒店消費的顧客,就可享有9折優惠。

Tesla主管表示,Tesla進入台灣市場後,將提供銷售、服務、充電等全方位服務,未來將繼續加速布建「目的地充電站」的腳步,以為台灣的Tesla車主提供更綿密的充電網絡。

除了萬豪酒店之外,台北晶華酒店也與BMW合作設置了i公共充電站,可供i3、i8等車款使用。

(照片來源:)

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