使用 DotNetty 实现 Redis 的一个控制台应用程序

Posted 2020-12-30 入夏

零：Demo 跑出来的结果如图

上图说明

图中左边蓝色的命令行界面，是用windows powershell 命令行链接的。

　　1.打开powershell命令行界面，输入命令【telnet   127.0.0.1    6379】。

　　　如果没有powershell，使用cmd 命令行界面也是可以达到测试redis 命令的效果的。

　　　输入PING 命令，redis 接收到，它将返回一个PONG字符串。命令的作用通常是测试与服务器的连接是否仍然生效。PING命令

　　　输入Info 命令，redis 会返回一大串的redis 服务端的信息。这个命令，主要用来测试拆包的情况，下面会讲到拆包如何处理。

图中右边黑色的命令行界面，是Demo 跑出来的控制台应用程序。

两个结果一对比，测试出来，我们的Demo已经得到了正确的结果。

Ok,下面开始进入正戏。

一 DotNetty 是什么

DotNetty 是netty 一个C#版本。

Netty是由JBOSS提供的一个java开源框架。Netty提供异步的、事件驱动的网络应用程序框架和工具，用以快速开发高性能、高可靠性的网络服务器和客户端程序。【摘自百度百科】

　　笔者认为 Netty是Java生态圈的一个重要组件。

　　原生Socket编程，学习成本高，使用原生的Socket做项目，那就是开着一辆绿皮火车，动次打次。。。。

　　使用Netty，开做项目，那开发效率无疑是高铁般的存在。

　　而且使用原生的socket 编程是很困难的

 

二，写这个Demo 的起因

学习DotNetty很久。从DotNetty 0.4版本。到现在的0.48版本。自己实现一个C/S端的例子。还没有太好的想法去实现。

　　　　今天看到haifeiWu 的高作《Netty 源码中对 Redis 协议的实现》,遂想跟着实现一个。

　　　　所以，才有了今天的Demo.

　　　　是的，它还只是一个Demo.并不能取代StackExchange.Redis。

三，了解一下redis的协议

 RESP 是 Redis 序列化协议的简写。它是一种直观的文本协议，优势在于实现非常简单，解析性能极好。

　　Redis 协议将传输的结构数据分为 5 种最小单元类型，单元结束时统一加上回车换行符号\\r\\n，来表示该单元的结束。

　　单行字符串 以 + 符号开头。

　　多行字符串 以 $ 符号开头，后跟字符串长度。

　　整数值 以 : 符号开头，后跟整数的字符串形式。

　　错误消息 以 - 符号开头。

　　数组 以 * 号开头，后跟数组的长度。

　　关于 RESP 协议的具体介绍感兴趣的小伙伴请移步 haifeiWu 的另一篇文章Redis协议规范（译文）

　　以上第二点是摘抄自 haifeiWu中的介绍

四 Demo 代码

1，定义枚举 RedisMessageType

 

 1 internal enum RedisMessageType:byte
 2     {
 3         /// <summary>
 4         /// 以 + 开头的单行字符串
 5         /// </summary>
 6         SimpleString = 43,
 7 
 8         /// <summary>
 9         ///  以 - 开头的错误信息
10         /// </summary>
11         Error = 45,
12         /// <summary>
13         /// 以 : 开头的整型数据INTEGER
14         /// </summary>
15         Integer = 58,
16         /// <summary>
17         /// 以 $ 开头的多行字符串
18         /// </summary>
19         BulkString = 36,
20 
21         /// <summary>
22         /// 以 * 开头的数组
23         /// </summary>
24         ArrayHeader = 42
25     }

View Code

 

2，定义RedisObject   并定义了虚拟的方法 WriteBuffer

 1 public class RedisObject
 2     {
 3         public virtual void WriteBuffer(IByteBuffer output)
 4         {
 5         }
 6     }
 7 
 8 public class RedisCommon : RedisObject
 9     {
10         public RedisCommon()
11         {
12             Commond = new List<string>();
13         }
14         public List<string> Commond { get; set; }
15         public override void WriteBuffer(IByteBuffer output)
16         {
17             //请求头部格式， *<number of arguments>\\r\\n
18             //const string headstr = "*{0}\\r\\n";
19             //参数信息       $<number of bytes of argument N>\\r\\n<argument data>\\r\\n
20             //const string bulkstr = "${0}\\r\\n{1}\\r\\n";
21             StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder();
22             stringBuilder.AppendFormat("*{0}\\r\\n",Commond.Count);
23             foreach (var item in Commond)
24             {
25                 stringBuilder.AppendFormat("${0}\\r\\n{1}\\r\\n",item.Length,item);
26             }
27             //*1\\r\\n$4\\r\\nPING\\r\\n
28             byte[] bytes = Encoding.UTF8.GetBytes(stringBuilder.ToString());
29             output.WriteBytes(bytes);
30         }
31     }

View Code

 

3，定义RedisEncoder 编码器， 它集成了MessageToByteEncoder<T>方法。主要是将RedisObject，写到IByteBuffer里面。

public class RedisEncoder:DotNetty.Codecs.MessageToByteEncoder<RedisObject>
    {
        protected override void Encode(IChannelHandlerContext context, RedisObject message, IByteBuffer output)
        {
            message.WriteBuffer(output);
            //context.WriteAndFlushAsync(output);
        }
    }

　　

4，定义 RedisDecoder 解码器，它继承了 ByteToMessageDecoder。

　　ByteToMessageDecoder 是需要自己实现解决粘包，拆包的。比较低级别，但是灵活。

　　DotNetty 还有其他比较高级的解码器。

　　比如 MessageToMessageDecoder， DatagramPacketDecoder，LengthFieldBasedFrameDecoder，LineBasedFrameDecoder，ReplayingDecoder，DelimiterBasedFrameDecoder，StringDecoder。

　　在李林锋老师的《Netty权威指南》一书中，都能学习到。

　　通过测试，我们知道了info 命令返回的是一个多行字符串

　　　　以 $ 符号开头，后跟字符串长度。假设redis 服务端要返回一个多行字符串，它的返回格式为:  ${字符串长度}\\r\\n{字符串}\\r\\n

　　　　解析多行字符串的代码为

　　

        private string ReadMultiLine(IByteBuffer input)
        {
            Int64 strLength = ReadInteger(input);
            Int64 packLength = input.ReaderIndex + strLength + 2;
            //包的长度，比实际包还要大，跳过他，防止堆积
            if ( input.WriterIndex> packLength)
            {
                input.SkipBytes(input.ReadableBytes);
            }
            if (strLength == -1)
            {
                return null;
            }
            //包的长度，比实际包还小 拆包
            if (packLength > input.WriterIndex)
            {
                throw new Exception("");
            }
            int count = 0;
            int whildCount = 0;
            StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder();
            while (input.IsReadable())
            {
                string str= this.ReadString(input);
                count += str.Length;
                stringBuilder.AppendLine(str);
                whildCount++;
            }

　　　　　　　return stringBuilder.ToString();
        }

 

6.定义 RedisHandle Handler ,他继承了SimpleChannelInboundHandler 的方法。用来接收解码器之后解出来的RedisObJect对象。

public class RedisHandle : SimpleChannelInboundHandler<RedisObject>
    {
        protected override void ChannelRead0(IChannelHandlerContext ctx, RedisObject msg)
        {
            if (msg is ReidsString)
            {
                ReidsString reidsString = (ReidsString)msg;
                Console.WriteLine(reidsString.Content);
            }
        }
    }

 

结语：附上源码地址

https://gitee.com/hesson/Dotnetty.Redis.Demo

感谢 @蛀牙 对本文的审阅，并提出修改的建议