RESP REDIS 通信协议

Redis的作者认为数据库的系统瓶颈一般不在于网络流量，而是在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，依然可以拥有极高的访问性能，Redis将所有的数据放在内存，用一个线程对外提供服务，单个节点在跑满一个CPU核心情况下可以达到10W/s的QPS。

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。

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

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(1) 单行字符串

+hello world\r\n

(2) 多行字符串

$11\r\nhello world\r\n

注：多行字符串当然也可以表示单行字符串。

(3）整数

:512\r\n

(4) 错误 参数类型错误

-WRONGTYPE Operation against a key holding the wrong kind of value\r\n

(5) 数组 [1,2,3]

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

(6) NULL 用多行字符串表示，不过长度要写成-1。

$-1\r\n

(7) 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。

• Client--->Server

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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

• Server -> Client

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。

(1) 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\r\n

(2)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

(3)整数响应

127.0.0.1:6379> incr books
(integer) 1

这里的1就是整数响应

:1\r\n

(4)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\r\n

(5) 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组，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\r\n
$4\r\n
name\r\n
$6\r\n
laoqian\r\n
$3\r\n
age\r\n
$2\r\n
30\r\n
$3\r\n
sex\r\n
$4\r\n
male\r\n

(6) 嵌套

127.0.0.1:6379> scan 0
1) "0"
2) 1) "info"
   2) "books"
   3) "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\r\n
$1\r\n
0\r\n
*3\r\n
$4\r\n
info\r\n
$5\r\n
books\r\n
$6\r\n
author\r\n

• 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。