Redis通信协议

RESP协议

Redis是一个CS架构的软件，通信一般分为两步(不包含pipeline和PubSub)：

1. 客户端(client)向服务端(server)发送一条命令。
2. 服务器解析并执行命令，返回响应结果到客户端。

因此，客户端发送命令好服务端响应结果的格式需要有一个规范(否则便无法正常通信)，这个规范便是通信协议。

在Redis中采用的是RESP协议：

• Redis1.2版本引入RESP协议。
• Redis2.0版本中称为Redis服务通信的标准，成为REST2。
• Redis6.0版本中，从RESP2升级到RESP3协议，增加了更多数据类型并且支持6.0的新特性(客户端缓存)。

但目前默认使用的依旧是RESP2协议，

数据类型

在RESP中，通过首字节的字符来区分不同数据类型，常用的数据类型包括5种：

• 单行字符串：首字节是 ‘+’ ，后面跟上单行字符串，以CRLF（ “\r\n” ）结尾。例如返回"OK"： “+OK\r\n”。

• 错误（Errors）：首字节是 ‘-’ ，与单行字符串格式一样，只是字符串是异常信息，例如：“-Error message\r\n”。

• 数值：首字节是 ‘:’ ，后面跟上数字格式的字符串，以CRLF结尾。例如：“:10\r\n”。

• 多行字符串：首字节是 ‘$’ ，表示二进制安全的字符串，最大支持512MB：

  

  • 如果大小为0，则代表空字符串：“$0\r\n\r\n”。
  • 如果大小为-1，则代表不存在：“$-1\r\n”

• 数组：首字节是 ‘*****’，后面跟上数组元素个数，再跟上元素，元素数据类型不限:

  

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模拟Redis客户端

Redis支持TCP通信，这里边使用Socket模拟客户端与Redis建立连接

public static void  RedisRequest(String address,String password,String...request) {Socket socket = null;PrintWriter writer = null;BufferedReader reader = null;try {// 1. 建立连接String host = address.substring(0,address.indexOf(":")); // redis的所在ip地址int port = Integer.parseInt(address.substring(address.indexOf(":") + 1)); //redis的端口号(默认6379)socket = new Socket(host, port);// 2. 获取输出流、输入流writer = new PrintWriter(new OutputStreamWriter(socket.getOutputStream(), StandardCharsets.UTF_8));reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream(), StandardCharsets.UTF_8));// 获取授权(登录)if(password!=null && !"".equals(password)){sendRequest(writer,"auth "+password);}// 3. 发出请求 set name xiaomingsendRequest(writer,request);// 4. 解析响应(多次解析)for(int i = 0;i<request.length;i++){Object obj = handleResponse(reader);System.out.println(obj);}} catch (IOException e) {e.printStackTrace();} finally {// 5. 释放连接if(reader !=null){try {reader.close();} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}if(writer!=null){writer.close();}if(socket!=null){try {socket.close();} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}}
}

发送一条set命令和一条get命令(set name xiaoming , get name)

private static void sendRequest (PrintWriter writer,String...request) {String[][] req = new String[request.length][];for(int i = 0;i<request.length;i++){req[i] = request[i].split(" ");}for (String[] strings : req) {int n = strings.length;writer.println("*" + n);for (String s : strings) {writer.println("$" + s.getBytes(StandardCharsets.UTF_8).length);writer.println(s);}writer.flush();}
}

根据响应的类型来读取响应结果

private static Object handleResponse (BufferedReader reader) {// 读取首字节int prefix  = 0;try {prefix = reader.read();} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}try {// 判断数据类型标示switch (prefix) {case '+' -> {  // 单行字符串，直接读一行return reader.readLine();}case '-' -> // 异常，读一行throw new RuntimeException(reader.readLine());case ':' -> { // 数字return Long.parseLong(reader.readLine());}case '$' -> { // 多行字符串// 读长度int len = Integer.parseInt(reader.readLine());if (len == -1) {return null;} else if (len == 0) {return "";}//读数据(这里使用的是字符流，直接读一行)return reader.readLine();}case '*' -> {return readbulkString(reader);}default -> throw new RuntimeException("错误的数据格式！");}} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}return null;
}private static Object readbulkString (BufferedReader reader) {// 获取数据大小int len = 0;try {len = Integer.parseInt(reader.readLine());} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}if(len <= 0){return null;}// 接收多个元素List<Object> list = new ArrayList<>(len);// 遍历，依次获取每个元素for(int i = 0;i < len;i++){list.add(handleResponse(reader));}return list;
}

使用单元测试方法，测试发送请求和接收响应

@Test
public void test(){Main.RedisRequest("192.168.45.138:6379",null,"set name xiaoming","get name");
}

测试结果为：