【死磕 Redis】----- Redis 通信协议 RESP
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我们在第一次成功安装完 Redis ，启动 Redis 服务后，都会通过 ping 命令来测试 Redis 服务是否启动成功，如果服务启动成功则会响应 PONG，否则启动失败。这么一个简单的过程就完成了 Redis 客户端 - 服务端的一次交互。
我们知道，Redis 客户端与服务端是通过命令的方式来完成交互过程的，主要分为两个部分：网络模型和序列化协议。前者讨论的是数据交互的组织方式，后者讨论的是数据如何序列化。本篇文章将分析后者即，Redis 的序列化协议。
简介
Redis 的通信协议是 Redis Serialization Protocol，翻译为 Redis 序列化协议，简称 RESP。它具有如下特征：
在 TCP 层
是二进制安全的
基于请求 - 响应模式
简单、易懂（人都可以看懂）
RESP 所描述的是 Redis 客户端 - 服务端的交互方式，掌握了其原理我们基本上就可以撸一个简单的 Redis 客户端了。
RESP 描述
Redis 协议将传输的结构数据分为 5 种类型，单元结束时统一加上回车换行符号 \r\n。
单行字符串，第一个字节为
+错误消息，第一个字节为
-整型数字，第一个字节为
:，后跟整数的字符串多行字符串，第一个字节为
$，后跟字符串的长度数组，第一个字节为
*，后跟跟着数组的长度
单行字符串 chenssy
+chenssy
错误消息
-ERR unknown command 'sets'....
整型字符串 29
:29
多行字符串 chenssy
$7 chenssy
数组[chenssy,29]
*2 $7 chenssy $2 29
为了更加直观的阅读，将 \r\n 替换为换行
请求命令
Redis 对每一条请求命令都做了统一规范，格式如下：
*<number of arguments> CR LF
$<number of bytes of argument 1> CR LF
<argument data> CR LF
...
$<number of bytes of argument N> CR LF
<argument data> CR LF
翻译如下：
number of arguments ：参数的数量
CR LF：\r\n
number of bytes of argument 1：参数 1 的字节数
number of bytes of argument N：参数 N 的字节数
以命令 setuserName chenssy 为例，如下：
*3
$3
SET
$8
userName
$7
chenssy
解释：
*3 数组，表明有三个参数 SET、userName、chenssy
$3 多行字符串，第一个参数 SET ，有 3 个字符
$8 多行字符串，第二个参数 userName，有 8 个字符
$7 多行字符串，第三个参数 chenssy，有 7 个字符
上面只是格式化显示的结果，真正传输的结果如下：
*3\r\n$3\r\nSET\r\n$8\r\nuserName\r\n$7\r\nchenssy\r\n
回复命令
Redis 服务端响应要支持多种数据格式，所以回复命令一般都会显得复杂些，但是无论如何它都逃脱不了上面 5 中类型及其组合。
我们通过 nc 命令来模拟整个过程，图如下：
单行字符串
set name chenssy +OK
当行字符串响应一般都用于状态类的请求，比如 set、del、hset 等等诸如此类的
错误消息
sets birthday 02-30 -ERR unknown command 'sets'....
因为没有 sets 这个命令，所以回复错误信息
整数型
incrby age 29 :58
多行字符串
get name $7 chenssy
返回的 value chenssy 有 7 个字符，所以类型为 $7
数组类型
mget name age *2 $7 chenssy $2 58
通过 mget 获取 name 和 age 的值，因为结果要返回两个结果集，所以 *2 表示返回的结果类型为数组且有两个元素， $7、 $2 就不过多解释了。
lrange listkey 0 -1 *4 $8 chenssy3 $8 chenssy2 $8 chenssy1 $7 chenssy
lrange 命令是获取列表（list）中的数据的，返回结果依然是以数组方式组合起来的，和 mget 命令返回的结果集一致。
其他的就不再演示了。
从上面我们可以看出 RESP 协议是非常简单直观的一种协议，我们肉眼都可以看懂，而且数据结构类型也只有少少的 5 中，所以实现起来就变得很简单了，下面我们就手撸一个简单的客户端。
撸一个简单的客户端
撸一个简易的 Redis 客户端其实是比较容易的，我们只需要清楚知道客户端与 Redis 之间的通信协议是 RESP，在构造 Redis 命令的时候，只需要按照 RESP 的协议规范即可。客户端与 Redis 服务端通信采用最简单的 socket 就行了。
实现效果：从控制台输入简单的 Redis 命令，程序根据命令构造 RESP 协议，发送给 Redis 服务，根据分析响应结果并显示。源码如下：
public class RedisClient {
private static Socket socket;
private static OutputStream write;
private static InputStream read;
public static void main(String[] args) throws IOException {
socket = new Socket("127.0.0.1",6379);
write = socket.getOutputStream();
read = socket.getInputStream();
Scanner scan = new Scanner(System.in);
// 判断是否还有输入
while (scan.hasNextLine()) {
String str = scan.nextLine();
// 构造协议
String commannd = buildCommand(str);
System.out.println("发送命令为：\r\n" + commannd);
String result = sendCommand(commannd);
System.out.println("响应命令为：" + result);
}
scan.close();
}
private static String sendCommand(String commannd) throws IOException {
write.write(commannd.toString().getBytes());
byte[] bytes = new byte[1024];
read.read(bytes);
return new String(bytes,"UTF-8");
}
private static String buildCommand(String str) {
if (str != null && !"".equals(str)) {
String[] strs = str.split(" ");
StringBuilder builder = new StringBuilder();
builder.append("*").append(strs.length).append("\r\n");
for (String str1 : strs) {
builder.append("$").append(str1.length()).append("\r\n");
builder.append(str1).append("\r\n");
}
return builder.toString();
}
return null;
}
}
运行结果：
set name chenssy
发送命令为：
*3
$3
set
$4
name
$7
chenssy
响应命令为：+OK
get name
发送命令为：
*2
$3
get
$4
name
响应命令为：$7
chenssy
END