redis序列化协议RESP

Posted 2022-10-14 5ycode

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了redis序列化协议RESP相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

在阅读redis的源码的时候，一直忽略了一个问题，redis的通信协议，看流程的时候，有很多操作，比如：

            selectcmd = createObject(OBJ_STRING,
                sdscatprintf(sdsempty(),
                "*2\\r\\n$6\\r\\nSELECT\\r\\n$%d\\r\\n%s\\r\\n",
                dictid_len, llstr));

然后查了下官方，Redis 客户端使用一种称为RESP（Redis Serialization Protocal））的协议与 Redis 服务器进行通信。虽然该协议是专门为 Redis 设计的，但它也可以用于其他客户端-服务器软件项目。

官方介绍，有三个特点：

实现简单
快速解析
人类可读

按官方的说明：

RESP 是一个序列化协议，支持简单字符串、错误、整数、批量字符串（Bulk Strings）和数组
RESP中，第一个字节决定数据类型；
客户端和server端通过tcp或流来进行通信
为了防止粘包 ，协议以\\r\\n(CRLF)结尾
二进制安全

官方举了一些例子

简单字符串：第一个字节为+,示例：+OK\\r\\n
错误：第一个字节为-,示例：-Error message\\r\\n
整数：第一个字节为:,示例：:0\\r\\n
Bulk Strings（二进制安全的字符串）：第一个字节为：$,示例：$5\\r\\nhello\\r\\n null 示例：$-1\\r\\n
- $字节后紧跟着5是字节长度，以CRLF终止
- 紧接着就是实际的字符hello，以CRLF终止
数组：第一个字节：*,示例：*2\\r\\n$5\\r\\nhello\\r\\n$5\\r\\nworld\\r\\n 空数组示例：*-1\\r\\n
- * 字节后紧跟着2是数组的长度以\\r\\n结尾
- $5 表示表示下一个字符hello的长度，这个字符串以\\r\\n结尾
- 在数组中$-1\\r\\n表示null元素

我们来看一个具体的示例：

set 5ycode yxk

我们来看下server端接收到了什么

看下具体内容

querybuf = "*2\\r\\n$6\\r\\nSELECT\\r\\n$1\\r\\n0\\r\\n*3\\r\\n$3\\r\\nset\\r\\n$6\\r\\n5ycode\\r\\n$3\\r\\nyxk\\r\\n"

对于server来说，接收到了两条命令

一条是select 0
一条是set 5ycode yxk

看下内存里的内容

和官方说明上对上了。

我们看下java是如何封装的，就拿一个最简单的操作命令

redisTemplate.opsForValue().set(key, value);

我们直接追set方法

public interface ValueOperations<K, V> 

	/**
	 * Set @code value for @code key.
	 *
	 * @param key must not be @literal null.
	 * @param value must not be @literal null.
	 * @see <a href="https://redis.io/commands/set">Redis Documentation: SET</a>
	 */
	void set(K key, V value);

class DefaultValueOperations<K, V> extends AbstractOperations<K, V> implements ValueOperations<K, V> 
	@Override
	public void set(K key, V value) 

		byte[] rawValue = rawValue(value);
		execute(new ValueDeserializingRedisCallback(key) 

			@Override
			protected byte[] inRedis(byte[] rawKey, RedisConnection connection) 
                //最终是这里进行了调用
				connection.set(rawKey, rawValue);
				return null;
			
		, true);

继续翻代码

public interface RedisStringCommands 
	@Nullable
	Boolean set(byte[] key, byte[] value);

因为我们操作的是string，我们直接看

package org.springframework.data.redis.connection.jedis;

class JedisStringCommands implements RedisStringCommands 
    public Boolean set(byte[] key, byte[] value) 
        Assert.notNull(key, "Key must not be null!");
        Assert.notNull(value, "Value must not be null!");

        try 
            if (this.isPipelined()) 
                this.pipeline(this.connection.newJedisResult(this.connection.getRequiredPipeline().set(key, value), Converters.stringToBooleanConverter()));
                return null;
             else if (this.isQueueing()) 
                this.transaction(this.connection.newJedisResult(this.connection.getRequiredTransaction().set(key, value), Converters.stringToBooleanConverter()));
                return null;
             else 
                return Converters.stringToBoolean(this.connection.getJedis().set(key, value));
            
         catch (Exception var4) 
            throw this.convertJedisAccessException(var4);

我们就是一次普通的调用，直接看 return Converters.stringToBoolean(this.connection.getJedis().set(key, value));我们直接看Jedis

package redis.clients.jedis;

public class Jedis extends BinaryJedis implements JedisCommands, MultiKeyCommands,
    AdvancedJedisCommands, ScriptingCommands, BasicCommands, ClusterCommands, SentinelCommands,
    ModuleCommands 
  @Override
  public String set(final String key, final String value) 
    checkIsInMultiOrPipeline();
    client.set(key, value);
    return client.getStatusCodeReply();

最终我们追到

package redis.clients.jedis;

public class Connection implements Closeable 
public void sendCommand(final ProtocolCommand cmd, final byte[]... args) 
    try 
      connect();
      //协议处理在这里
      Protocol.sendCommand(outputStream, cmd, args);
     catch (JedisConnectionException ex) 
      try 
        String errorMessage = Protocol.readErrorLineIfPossible(inputStream);
        if (errorMessage != null && errorMessage.length() > 0) 
          ex = new JedisConnectionException(errorMessage, ex.getCause());
        
       catch (Exception e) 
      
      // Any other exceptions related to connection?
      broken = true;
      throw ex;

我们看下最终的协议处理，我把常量转成具体的值看更直观些

public final class Protocol 
 public static void sendCommand(final RedisOutputStream os, final ProtocolCommand command,
      final byte[]... args) 
    sendCommand(os, command.getRaw(), args);
  

  private static void sendCommand(final RedisOutputStream os, final byte[] command,
      final byte[]... args) 
    try  
      //以*号开头  
      os.write("*");
      //长度\\r\\n  
      os.writeIntCrLf(args.length + 1);
      os.write("$");
      //写了命令长度以后，又写了\\r\\n  
      os.writeIntCrLf(command.length);
      //写具体命令
      os.write(command);
      //写\\r\\n
      os.writeCrLf();

      for (final byte[] arg : args) 
        os.write("$");
        //写了参数长度以后，又写了\\r\\n  
        os.writeIntCrLf(arg.length);
        //具体值
        os.write(arg);
        //最后的\\r\\n  
        os.writeCrLf();
      
     catch (IOException e) 
      throw new JedisConnectionException(e);