一起了解Redis是如何通信的

Redis協議規範

Redis客戶端使用稱爲RESP（REdis序列化協議）的協議與Redis 服務器進行通信。雖然該協議是專爲Redis設計的，但它可以用於其他客戶端-服務器軟件項目。

官方地址：https://redis.io/topics/protocol

RESP特點如下：

易於實現

快速解析

可讀性高

網絡傳輸（基於TCP）

客戶端連接到Redis服務器，以創建與端口6379的TCP連接。儘管RESP在技術上不是特定於TCP的，但在Redis的上下文中，該協議僅與TCP連接（或等效的面向流的連接，如Unix套接字）一起使用。

請求-響應模型

Redis接受由不同參數組成的命令。收到命令後，將對其進行處理並將答覆發送回客戶端。

這是最簡單的模型，但是有兩個例外：

1. 管道化技術
   Redis支持流水線化（在本文檔後面介紹）。因此，客戶端可以一次發送多個命令，並在以後等待答覆。
2. 發佈/訂閱模型
   當Redis客戶端訂閱Pub / Sub通道時，該協議會更改語義併成爲推送協議，也就是說，客戶端不再需要發送命令，因爲服務器會自動向客戶端發送新消息（對於客戶端的通道訂閱）。
   除了上述兩個例外，Redis協議是一種簡單的請求-響應協議。
   

RESP數據類型：

RESP可以序列化不同的數據類型，例如整數，簡單字符串，數組、錯誤類型、大字符串。請求以字符串數組的形式從客戶端發送到Redis服務器，這些字符串表示要執行的命令的參數。Redis使用特定於命令的數據類型進行回覆。

1. 對於簡單字符串，答覆的第一個字節爲“ +”
2. 對於錯誤，回覆的第一個字節爲“-”
3. 對於整數，答覆的第一個字節爲“:”
4. 對於大字符串，答覆的第一個字節爲“ $”
5. 對於數組，回覆的第一個字節爲“ *”

1. RESP簡單字符串：

簡單字符串的編碼方式如下：一個加號，後跟一個不能包含CR或LF字符的字符串（不允許換行），以CRLF終止（即“ \ r \ n”）。

簡單字符串用於以最小的開銷傳輸非二進制安全字符串。例如，許多Redis命令在成功後僅回答“ OK”，這是作爲RESP簡單字符串編碼的以下5個字節：

"+OK\r\n"

爲了發送二進制安全的字符串，請使用RESP批量字符串。

當Redis用簡單字符串答覆時，客戶端庫應向調用者返回一個字符串，該字符串由’+'之後的直到字符串末尾的第一個字符組成，不包括最後的CRLF字節。

2. RESP錯誤

RESP具有用於錯誤的特定數據類型。實際上，錯誤與RESP簡單字符串完全一樣，但是第一個字符是減號“-”而不是加號。RESP中的簡單字符串和錯誤之間的真正區別是，客戶端將錯誤視爲異常，而組成錯誤類型的字符串是錯誤消息本身。
基本格式爲：

"-Error message\r\n"

僅當發生錯誤時才發送錯誤答覆，例如，如果您嘗試對錯誤的數據類型執行操作，或者命令不存在等等。收到錯誤回覆時，庫客戶端應引發異常。

以下是錯誤回覆的示例：

-ERR unknown command 'foobar'
-WRONGTYPE Operation against a key holding the wrong kind of value

“-”之後的第一個單詞，直到第一個空格或換行符，代表返回的錯誤類型。這只是Redis使用的約定，不是RESP錯誤格式的一部分。

3. RESP整數

此類型只是一個CRLF終止的字符串，它表示一個整數，以“：”字節爲前綴。例如，“：0 \ r \ n”或“：1000 \ r \ n”是整數回覆。

：0\r\n

許多Redis命令返回RESP整數，像INCR，LLEN和LASTSAVE。

返回的整數沒有特殊含義，它只是INCR的增量數，LASTSAVE的UNIX時間等等。但是，保證返回的整數在帶符號的64位整數範圍內。爲了返回true或false，還廣泛使用Integer答覆。例如，像EXISTS或SISMEMBER這樣的命令將爲true返回1，爲false返回0。

4. RESP大容量字符串

使用大容量字符串來表示單個最大長度爲512 MB的二進制安全字符串。

大容量字符串以以下方式編碼：
“ $”字節，後跟組成字符串的字節數（帶前綴的長度），由CRLF終止。實際的字符串數據。最後的CRLF。
因此，字符串“ foobar”的編碼如下：

"$6\r\nfoobar\r\n"

空字符串：

"$0\r\n\r\n"

還可以使用RESP散裝字符串，以使用用於表示Null值的特殊格式來表示值的不存在。在這種特殊格式中，長度爲-1，並且沒有數據，因此Null表示爲：

"$-1\r\n"

5. RESP數組

客戶端使用RESP數組將命令發送到Redis服務器。類似地，某些Redis命令將元素集合返回給客戶端使用RESP數組是回覆類型。一個示例是返回列表元素的LRANGE命令。

RESP數組使用以下格式發送：

一個*字符作爲第一個字節，然後是數組中的元素數（作爲十進制數），然後是CRLF。
數組中每個元素的附加RESP類型。
因此，空數組只是以下內容：

"*0\r\n"

兩個RESP散列字符串“ foo”和“ bar”的數組編碼爲：

"*2\r\n$3\r\nfoo\r\n$3\r\nbar\r\n"

三個整數的數組編碼如下：

"*3\r\n:1\r\n:2\r\n:3\r\n"

數組可以包含混合類型，元素不必是同一類型。例如，可以將四個整數和一個大容量字符串的列表編碼如下：

*5\r\n
:1\r\n
:2\r\n
:3\r\n
:4\r\n
$6\r\n
foobar\r\n

當BLPOP命令超時時，它將返回一個Null Array，其計數爲-1，空數組：

"*-1\r\n"

在RESP中可以使用數組的數組。例如，兩個數組的數組編碼如下：

*2\r\n
*3\r\n
:1\r\n
:2\r\n
:3\r\n
*2\r\n
+Foo\r\n
-Bar\r\n

將命令發送到Redis服務器

既然您已經熟悉了RESP序列化格式，那麼編寫Redis客戶端庫的實現將變得很容易。我們可以進一步指定客戶端和服務器之間的交互方式：

客戶端向Redis服務器發送僅由批量字符串組成的RESP數組。
Redis服務器會回覆發送任何有效RESP數據類型作爲回覆的客戶端。

客戶端發送命令LLEN mylist來獲取存儲在密鑰mylist上的列表的長度，服務器將以Integer答覆進行答覆，如以下示例所示（C：是客戶機，S：服務器）。

C: *2\r\n
C: $4\r\n
C: LLEN\r\n
C: $6\r\n
C: mylist\r\n

S: :48293\r\n