Redis通信协议–RESP协议

Redis是一个CS架构的软件，通信一般分两步（不包括pipeline和PubSub) :

1）客户端(client)向服务端( server）发送一条命令
2）服务端解析并执行命令，返回响应结果给客户端
因此客户端发送命令的格式、服务端响应结果的格式必须有一个规范，这个规范就是通信协议。
而在Redis中采用的是RESP ( Redis Serialization Protocol)协议:

• Redis 1.2版本引入了RESP协议
• Redis 2.0版本中成为与Redis服务端通信的标准，称为RESP2
• Redis 6.0版本中，从RESP2升级到了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，默认使用的依然是RESP2协议，也是我们要学习的协议版本（以下简称RESP)。

REPS协议：客户端在向服务端发送命令时或者服务端向客户端返回的结果，遵从一定的规范

RESP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”
  • 如果大小为5，则表示为：“$5\r\nhello\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：

  • *3\r\n -->数组元素个数，下面三个都是数组元素

    :10\r\n

    $5\r\nhello\r\n

    *2\r\n$3\r\nage\r\n"10\r\n

注意点：

单行字符串：字符串中不能有/r/n的特殊字符，读到/r/n就结束，一般单行字符串用在结果返回中

错误：若服务端出现错误，返回异常提示字符串

多行字符串：记录字符串长度，然后读取指定长度代表结束

数组：元素类型可以是上述任意一种

redis请求一般是一个数组,如set name sanyue 会被转成一个数组发给服务端解析

模拟redis客户端发送命令和解析数据

import java.io.*;
import java.net.Socket;
import java.nio.charset.StandardCharsets;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class Main {

    static Socket s;
    static PrintWriter writer;
    static BufferedReader reader;

    public static void main(String[] args) {
        try {
            // 1.建立连接
            String host = "192.168.150.101";
            int port = 6379;
            s = new Socket(host, port);
            // 2.获取输出流、输入流
            writer = new PrintWriter(new OutputStreamWriter(s.getOutputStream(), StandardCharsets.UTF_8));//tcp发送请求，就是向socket中发送数据，获取数据，也是从socket中获取
            reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(s.getInputStream(), StandardCharsets.UTF_8));//理应用字节流，但这里为了方便用字符流，按行读

            // 3.发出请求
            // 3.1.获取授权 auth 123321
            sendRequest("auth", "123456");//redis设置了密码就要授权
            Object obj = handleResponse();
            System.out.println("obj = " + obj);

            // 3.2.set name 三月
            sendRequest("set", "name", "三月");
            // 4.解析响应
            obj = handleResponse();
            System.out.println("obj = " + obj);

            // 3.2.set name 三月
            sendRequest("get", "name");
            // 4.解析响应
            obj = handleResponse();
            System.out.println("obj = " + obj);

            // 3.2.set name 虎哥
            sendRequest("mget", "name", "num", "msg");
            // 4.解析响应
            obj = handleResponse();
            System.out.println("obj = " + obj);
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            // 5.释放连接
            try {
                if (reader != null) reader.close();
                if (writer != null) writer.close();
                if (s != null) s.close();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

    // 解析命令 set name sanyue
    /**set name sanyue
   	*3/r/n
   	$3/r/nset/r/n
   	$4/r/nname/r/n
   	$/6/r/nsanyue/r/n
    */
    private static void sendRequest(String ... args) {
        writer.println("*" + args.length);//字符流println结尾会打印换行
        for (String arg : args) {
            writer.println("$" + arg.getBytes(StandardCharsets.UTF_8).length);
            writer.println(arg);
        }
        writer.flush();
    }
    //解析命令
    private static Object handleResponse() throws IOException {
        // 读取首字节
        int prefix = reader.read();
        // 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，也读一行
                throw new RuntimeException(reader.readLine());
            case ':': // 数字
                return Long.parseLong(reader.readLine());
            case '$': // 多行字符串
                // 先读长度
                int len = Integer.parseInt(reader.readLine());
                if (len == -1) {
                    return null;
                }
                if (len == 0) {
                    return "";
                }
                // 再读数据,读len个字节。我们假设没有特殊字符，所以读一行（简化）
                return reader.readLine();
            case '*':
                return readBulkString();
            default:
                throw new RuntimeException("错误的数据格式！");
        }
    }

    private static Object readBulkString() throws IOException {
        // 获取数组大小
        int len = Integer.parseInt(reader.readLine());
        if (len <= 0) {
            return null;
        }
        // 定义集合，接收多个元素
        List<Object> list = new ArrayList<>(len);
        // 遍历，依次读取每个元素
        for (int i = 0; i < len; i++) {
            list.add(handleResponse());
        }
        return list;
    }


}