2023-03-26  阅读(225)
原文作者:一直不动 原文地址:https://blog.csdn.net/shenchaohao12321/article/details/87650994

Redis 的作者认为数据库系统的瓶颈一般不在于网络流量,而是数据库自身内部逻辑处理上。所以即使 Redis 使用了浪费流量的文本协议,依然可以取得极高的访问性能。Redis 将所有数据都放在内存,用一个单线程对外提供服务,单个节点在跑满一个 CPU 核心的情况下可以达到了 10w/s 的超高 QPS。

RESP(Redis Serialization Protocol)

RESP 是 Redis 序列化协议的简写。它是一种直观的文本协议,优势在于实现异常简单,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。

  1. 单行字符串 以 + 符号开头。
  2. 多行字符串 以 $ 符号开头,后跟字符串长度。
  3. 整数值 以 : 符号开头,后跟整数的字符串形式。
  4. 错误消息 以 - 符号开头。
  5. 数组 以 * 号开头,后跟数组的长度。

单行字符串 hello world
+hello world\r\n

多行字符串 hello world
$11\r\nhello world\r\n

多行字符串当然也可以表示单行字符串。
整数 1024
:1024\r\n

错误 参数类型错误
-WRONGTYPE Operation against a key holding the wrong kind of value
数组 [1,2,3]
*3\r\n:1\r\n:2\r\n:3\r\n

NULL 用多行字符串表示,不过长度要写成-1。
$-1\r\n

空串 用多行字符串表示,长度填 0。
$0\r\n\r\n

注意这里有两个\r\n。为什么是两个? 因为两个\r\n 之间,隔的是空串。

客户端 -> 服务器

客户端向服务器发送的指令只有一种格式,多行字符串数组。比如一个简单的 set 指令set author codehole 会被序列化成下面的字符串。
*3\r\n$3\r\nset\r\n$6\r\nauthor\r\n$8\r\ncodehole\r\n
在控制台输出这个字符串如下,可以看出这是很好阅读的一种格式。
*3
$3
set
$6
author
$8
codehole

服务器 -> 客户端

服务器向客户端回复的响应要支持多种数据结构,所以消息响应在结构上要复杂不少。不过再复杂的响应消息也是以上 5 中基本类型的组合。
单行字符串响应
127.0.0.1:6379> set author codehole
OK
这里的 OK 就是单行响应,没有使用引号括起来。
+OK
错误响应
127.0.0.1:6379> incr author
(error) ERR value is not an integer or out of range
试图对一个字符串进行自增,服务器抛出一个通用的错误。
-ERR value is not an integer or out of range
整数响应
127.0.0.1:6379> incr books
(integer) 1
这里的 1 就是整数响应
:1
多行字符串响应
127.0.0.1:6379> get author
"codehole"
这里使用双引号括起来的字符串就是多行字符串响应
$8
codehole

数组响应
127.0.0.1:6379> hset info name laoqian
(integer) 1
127.0.0.1:6379> hset info age 30
(integer) 1
127.0.0.1:6379> hset info sex male
(integer) 1
127.0.0.1:6379> hgetall info

  1. "name"
  2. "laoqian"
  3. "age"
  4. "30"
  5. "sex"
  6. "male"
    这里的 hgetall 命令返回的就是一个数值,第 0|2|4 位置的字符串是 hash 表的 key,第
    1|3|5 位置的字符串是 value,客户端负责将数组组装成字典再返回。
    *6
    $4
    name
    $6
    laoqian
    $3
    age
    $2
    30
    $3
    sex
    $4
    male
    嵌套
    127.0.0.1:6379> scan 0
  7. "0"
    1. "info"
  8. "books"
  9. "author"
    scan 命令用来扫描服务器包含的所有 key 列表,它是以游标的形式获取,一次只获取一部分。
    scan 命令返回的是一个嵌套数组。数组的第一个值表示游标的值,如果这个值为零,说明已经遍历完毕。如果不为零,使用这个值作为 scan 命令的参数进行下一次遍历。数组的第二个值又是一个数组,这个数组就是 key 列表。
    *2
    $1
    0
    *3
    $4
    info
    $5
    books
    $6
    author

小结

Redis 协议里有大量冗余的回车换行符,但是这不影响它成为互联网技术领域非常受欢迎的一个文本协议。有很多开源项目使用 RESP 作为它的通讯协议。在技术领域性能并不总是一切,还有简单性、易理解性和易实现性,这些都需要进行适当权衡。

扩展阅读

如果你想自己实现一套 Redis 协议的解码器,请阅读老钱的另一篇文章《基于 Netty 实现Redis 协议的编码解码器》。

阅读全文
  • 点赞