【Redis源码研究】Redis的RESP协议

作者：张仕华

resp协议

redis客户端和服务端交互使用的是 redis 作者制定的一个协议，叫resp(REdis Serialization Protocol)。

具体分如下几个层次

• 基于tcp
• 请求响应模式,但在两种情况下不再是简单的请求和响应模式(下文介绍)
• 支持五种类型的数据，分别是简单字符串，错误，整型，bulk strings ,数组

客户端发给服务端的命令都会序列化为array,而服务端返回给客户端的可以为如上任意一种类型，各简单举例如下

• 简单字符串,第一个byte为 '+',例如 "+OKrn"
• 错误，第一个byte为'-',例如 "-Error messagern"
• 整型, 第一个byte为':",例如 ":10rn"
• bulk strings,第一个byte为"$",例如 "$6rnfoobarrn"(此处为美元符号，没有前边的反斜杠)
• 数组,第一个byte为' ',例如" 2rn$3\r\nfoo\r\n$3rnbarrn"

具体介绍参考: https://redis.io/topics/protocol

sub pattern

请求响应模式有两种特殊情况

• 1.pipeline模式，客户端同时发送多条命令到服务端
• 2.sub pattern:当客户端执行subscribe命令后,不再要求客户端发送命令，当有其他客户端在订阅渠道上publish消息后,服务端会主动push信息到客户端

我们拿redis-cli客户端试一下执行subscribe

127.0.0.1:6379> subscribe foo
Reading messages... (press Ctrl-C to quit)
1) "subscribe"
2) "foo"
3) (integer) 1

可以看到,redis-cli会阻塞，当另起一个客户端,publish消息后，会收到该消息并打印

~$redis-cli
127.0.0.1:6379> publish foo bar
(integer) 1

~$redis-cli
127.0.0.1:6379> subscribe foo
Reading messages... (press Ctrl-C to quit)
1) "subscribe"
2) "foo"
3) (integer) 1
1) "message"
2) "foo"
3) "bar"

直观感觉是服务端阻塞了，没有返回数据给客户端。但看redis源码，实际服务端并没有阻塞，并且可以在连接上继续接收并处理命令

void subscribeCommand(client *c) {
    int j;
    //将订阅的渠道加入相应结构体并直接返回
    for (j = 1; j < c->argc; j++)
        pubsubSubscribeChannel(c,c->argv[j]);
    //将客户端置CLINET_PUBSUB标记
    c->flags |= CLIENT_PUBSUB;
}

当客户端置了CLINET_PUBSUB标记后,命令处理会做如下特殊逻辑

int processCommand(client *c) {
    ...
    //当置CLIENT_PUBSUB标记后,只有ping/subscribe/unsubscribe/psubscribe/punsubscribe命令能够执行
    if (c->flags & CLIENT_PUBSUB &&
        c->cmd->proc != pingCommand &&
        c->cmd->proc != subscribeCommand &&
        c->cmd->proc != unsubscribeCommand &&
        c->cmd->proc != psubscribeCommand &&
        c->cmd->proc != punsubscribeCommand) {
            addReplyError(c,"only (P)SUBSCRIBE / (P)UNSUBSCRIBE / PING / QUIT allowed in this context");
            return C_OK;
    }
     ...
}

godis-cli

如上文所示,当客户端执行subscribe命令后,实际上是可以继续订阅或者取消订阅渠道，并且可以执行ping命令。redis-cli客户端实际上是自己阻塞了，如下代码：

if (config.pubsub_mode) {
    if (config.output != OUTPUT_RAW)
        printf("Reading messages... (press Ctrl-C to quit)\n");
    //进入死循环，一直等待服务端发送消息
    while (1) {
        if (cliReadReply(output_raw) != REDIS_OK) exit(1);
    }
}

那么，我们可以拿 go 写一个不阻塞的版本，并且可以测试redis的subscribe 模式。效果如下

>bogon:godis-cli $ go run godis-cli.go
> set k1 v1 
OK
> get k1
v1
> subscribe foo
subscribe foo 1
[sub]>subscribe foo1//sub模式下可以继续订阅其他渠道
subscribe foo1 2
[sub]> unsubscribe foo1//取消订阅
unsubscribe foo1 1
[sub]> ping//sub模式也可以执行ping
pong
[sub]> get k1 //sub模式下不能执行get命令
Redis Error: only (P)SUBSCRIBE / (P)UNSUBSCRIBE / PING / QUIT allowed in this context
[sub]> exit
exit sub pattern....
>get k1//退出sub模式后可以继续正常执行get命令
v1
> exit

由于godis-cli直接实现了RESP协议，虽然只是为了观察subscribe pattern的效果，但实际上可以支持所有redis命令的执行

具体代码地址见: https://github.com/erpeng/god...