Redis：我是如何與客戶端進行通信的
江湖上說，天下武功，無堅不摧，唯快不破，這句話簡直是為我量身定制。
我是一個Redis服務，最引以為傲的就是我的速度，我的 QPS 能達到10萬級別。
在我的手下有數不清的小弟，他們會時不時到我這來存放或者取走一些數據，我管他們叫做客戶端，還給他們起了英文名叫 Redis-client。
有時候一個小弟會來的非常頻繁，有時候一堆小弟會同時過來，但是，即使再多的小弟我也能管理的井井有條。
有一天，小弟們問我。
想當年，為了不讓小弟們拖垮我傲人的速度，在設計和他們的通信協議時，我絞盡腦汁，制定了下面的三條原則：
- 實現簡單
- 針對計算機來說，解析速度快
- 針對人類來說，可讀性強
為什么這么設計呢?先來看看一條指令發出的過程，首先在客戶端需要對指令操作進行封裝，使用網絡進行傳輸，最后在服務端進行相應的解析、執行。
這一過程如果設計成一種非常復雜的協議，那么封裝、解析、傳輸的過程都將非常耗時，無疑會降低我的速度。什么，你問我為什么要遵循最后一條規則?算是對于程序員們的饋贈吧，我真是太善良了。
我把創造出來的這種協議稱為 RESP (REdis Serialization Protocol)協議，它工作在 TCP 協議的上層，作為我和客戶端之間進行通訊的標準形式。
說到這，我已經有點迫不及待想讓你們看看我設計出來的杰作了，但我好歹也是個大哥，得擺點架子，不能我主動拿來給你們看。
所以我建議你直接使用客戶端發出一條向服務器的命令，然后取出這條命令對應的報文來直觀的看一下。話雖如此，不過我已經被封裝的很嚴實了，正常情況下你是看不到我內部進行通訊的具體報文的，所以，你可以偽裝成一個Redis的服務端，來截獲小弟們發給我的消息。
實現起來也很簡單，我和小弟之間是基于 Socket 進行通訊，所以在本地先啟動一個ServerSocket，用來監聽Redis服務的6379端口：
- public static void server() throws IOException {
- ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(6379);
- Socket socket = serverSocket.accept();
- byte[] bytes = new byte[1024];
- InputStream input = socket.getInputStream();
- while(input.read(bytes)!=0){
- System.out.println(new String(bytes));
- }
- }
然后啟動redis-cli客戶端，發送一條命令：
- set key1 value1
這時，偽裝的服務端就會收到報文了，在控制臺打印了：
- *3
- $3
- set
- $4
- key1
- $6
- value1
看到這里，隱隱約約看到了剛才輸入的幾個關鍵字，但是還有一些其他的字符，要怎么解釋呢，是時候讓我對協議報文中的格式進行一下揭秘了。
我對小弟們說了，對大哥說話的時候得按規矩來，這樣吧，你們在請求的時候要遵循下面的規則：
- *<參數數量> CRLF
- $<參數1的字節長度> CRLF
- <參數1的數據> CRLF
- $<參數2的字節長度> CRLF
- <參數2的數據> CRLF
- ...
- $<參數N的字節長度> CRLF
- <參數N的數據> CRLF
首先解釋一下每行末尾的CRLF，轉換成程序語言就是\r\n，也就是回車加換行?？吹竭@里，你也就能夠明白為什么控制臺打印出的指令是豎向排列了吧。
在命令的解析過程中，set、key1、value1會被認為是3個參數，因此參數數量為3，對應第一行的*3。
第一個參數set，長度為3對應$3;第二個參數key1，長度為4對應$4;第三個參數value1，長度為6對應$6。在每個參數長度的下一行對應真正的參數數據。
看到這，一條指令被轉換為協議報文的過程是不是就很好理解了?
當小弟對我發送完請求后，作為大哥，我就要對小弟的請求進行指令回復了，而且我得根據回復內容進行一下分類，要不然小弟該搞不清我的指示了。
簡單字符串
簡單字符串回復只有一行回復，回復的內容以+作為開頭，不允許換行，并以\r\n結束。有很多指令在執行成功后只會回復一個OK，使用的就是這種格式，能夠有效的將傳輸、解析的開銷降到最低。
錯誤回復
在RESP協議中，錯誤回復可以當做簡單字符串回復的變種形式，它們之間的格式也非常類似，區別只有第一個字符是以-作為開頭，錯誤回復的內容通常是錯誤類型及對錯誤描述的字符串。
錯誤回復出現在一些異常的場景，例如當發送了錯誤的指令、操作數的數量不對時，都會進行錯誤回復。在客戶端收到錯誤回復后，會將它與簡單字符串回復進行區分，視為異常。
整數回復
整數回復的應用也非常廣泛，它以:作為開頭，以\r\n結束，用于返回一個整數。例如當執行incr后返回自增后的值，執行llen返回數組的長度，或者使用exists命令返回的0或1作為判斷一個key是否存在的依據，這些都使用了整數回復。
批量回復
批量回復，就是多行字符串的回復。它以$作為開頭，后面是發送的字節長度，然后是\r\n，然后發送實際的數據，最終以\r\n結束。如果要回復的數據不存在，那么回復長度為-1。
多條批量回復
當服務端要返回多個值時，例如返回一些元素的集合時，就會使用多條批量回復。它以*作為開頭，后面是返回元素的個數，之后再跟隨多個上面講到過的批量回復。
到這里，基本上我和小弟之間的通訊協議就介紹完了。剛才你嘗試了偽裝成一個服務端，這會再來試一試直接寫一個客戶端來直接和我進行交互吧。
- private static void client() throws IOException {
- String CRLF="\r\n";
- Socket socket=new Socket("localhost", 6379);
- try (OutputStream out = socket.getOutputStream()) {
- StringBuffer sb=new StringBuffer();
- sb.append("*3").append(CRLF)
- .append("$3").append(CRLF).append("set").append(CRLF)
- .append("$4").append(CRLF).append("key1").append(CRLF)
- .append("$6").append(CRLF).append("value1").append(CRLF);
- out.write(sb.toString().getBytes());
- out.flush();
- try (InputStream inputStream = socket.getInputStream()) {
- byte[] buff = new byte[1024];
- int len = inputStream.read(buff);
- if (len > 0) {
- String ret = new String(buff, 0, len);
- System.out.println("Recv:" + ret);
- }
- }
- }
- }
運行上面的代碼，控制臺輸出：
- Recv:+OK
上面模仿了客戶端發出set命令的過程，并收到了回復。依此類推，你也可以自己封裝其他的命令，來實現一個自己的Redis客戶端，作為小弟，來和我進行通信。
不過記住，要叫我大哥。
