4.1、客户端通信协议

Redis是用单线程来处理多个客户端的访问，因此作为Redis的开发和运维人员需要了解Redis服务端和客户
端的通信协议，以及主流编程语言的Redis客户端使用方法，同时还需要了解客户端管理的相应API以及开发
运维中可能遇到的问题。本章内容如下：

• 客户端通信协议
• Java客户端Jedis
• Python客户端redis-py
• 客户端管理
• 客户端常见异常
• 客户端案例分析

客户端通信协议

几乎所有的主流编程语言都有Redis的客户端，不考虑Redis非常流行的原因，如果站在技术的角度看原因还
有两个：第一、客户端与服务端之间的通信协议是在TCP协议之上构建的。第二，Redis制定了RESP
（Redis Serialization Protocol，Redis序列化协议）实现客户端与服务端的正常交互，这种协议简单
高效，既能够被机器解析，又容易被人类识别。例如客户端发送一条set hello world命令给服务端，按照
RESP的标准，客户端需要将其封装为如下格式（每行用\r\n间隔）：

*3
$3
SET
$5
hello
$5
world

这样Redis服务端能够按照RESP将其解析为set hello world命令，执行后回复的格式如下：

+OK

可以看到除了命令（set hello world）和返回结果（OK）本身还包含了一些特殊字符以及数字，下面将对
这些格式进行说明。

1. 发送命令格式

   RESP的规定一条命令的格式如下，CRLF代表"\r\n"。

   *<参数数量> CRLF
   $<参数1的字节数量> CRLF
   <参数1> CRLF
   ...
   $<参数N的字节数量> CRLF
   <参数N> CRLF
   

   依然以set hello world这条命令进行说明。
   参数数量为3个，因此第一行为：

   *3
   

   参数字节数分别是3 5 5，因此后面几行为：

   $3
   SET
   $5
   hello
   $5
   world
   

   有一点要注意的是，上面只是格式化显示的结果，实际传输格式为如下代码，整个过程如下图所示：

   *3\r\n$3\r\nSET\r\n$5\r\nhello\r\n$5\r\nworld\r\n
   

   2019-04-11-21-32-22.png

2. 返回结果格式

   Redis的返回结果类型分为以下五种，如下图所示：

   • 状态恢复：在RESP中第一个字节为“+”。
   • 错误回复：在RESP中第一个字节为“-”。
   • 整数回复：在RESP中第一个字节为“:”。
   • 字符串回复：在RESP中第一个字节为“$”。
   • 多条字符串回复：在RESP中第一个字节为“*”。
   2019-04-11-21-45-40.png

   我们知道redis-cli只能看到最终的执行结果，那是因为redis-cli本身就是按照RESP进行结果解析
   的，所以看不到中间结果，redis-cli.c源码命令结果的解析结构如下：

   static sds cliFormatReplyTTY(redisReply *r, char *prefix){
       sds out = sdsempty();
       switch (r->type){
       case REDIS_REPLY_ERROR:
           //处理错误回复
       case REDIS_REPLY_STATUS:
           //处理状态回复
       case REDIS_REPLY_INTEGER:
           //处理整数回复
       case REDIS_REPLY_STRING:
           //处理字符串回复
       case REDIS_REPLY_NIL:
           //处理空
       case REDIS_REPLY_ARRAY:
           //处理多条字符串回复
       return out;
       }
   }
   

   例如执行set hello world，返回结果是OK，并不能看到加号：

   127.0.0.1:6379> set hello world
   OK
   

   为了看到Redis服务端返回的“真正”结果，可以使用nc命令、telnet命令、甚至写一个socket程序进行
   模拟。下面以nc命令进行演示，首先使用nc 127.0.0.1:6379连接到Redis：

   nc 127.0.0.1:6379

   状态回复：set hello world的返回结果为+OK：

   set hello world
   +OK
   

   错误回复：由于sethx这条命令不存在，那么返回结果就是"-"号加上错误消息：

   sethx
   -ERR unknown command 'sethx'
   

   整数回复：当命令的执行结果是整数时，返回结果就是整数回复，例如incr、exsists、del、dbsize
   返回结果是整数，例如执行incr counter返回结果就是":"加上整数：

   incr counter
   :1
   

   字符串回复：当命令的执行结果是字符串是，返回结果就是字符串回复。例如get、hget返回结果都是
   字符串，例如get hello的结果为"$5\r\nworld\r\n":

   get hello
   $5
   world
   

   多条字符串回复：当命令的执行结果是多条字符串是，返回结果就是多条字符串回复。
   例如mget、hgetall、lrange等命令会返回多个结果，例如下面操作：
   首先使用mset设置多个键值对：

   mset java jedis python redis-py
   +OK
   

   然后执行mget命令返回多个结果，第一个*2代表返回结果的个数，后面的格式是和字符串回复一致的：

   mget java python
   *2
   $5
   jedis
   $8
   redis-py
   

   有一点需要注意，无论是字符串回复还是多条字符串回复，如果有nil值，那么会返回$-1。

   例如，对一个不存在的键执行get操作，返回结果为：

   get not_exist_key
   $-1
   

   如果批量操作中包含一条为nil值的结果，那么返回结果如下：

   mget hello not_exists_key java
   *3
   $5
   world
   $-1
   $5
   jedis
   

   有了RESP提供的发送命令和返回结果的协议格式，各种编程语言就可以利用其来实现相应的Redis客服
   端