通过Netty/Socket/C语言三种方式向Redis服务器发送命令

本文通过使用Netty,Java的Socket和C语言Socket这三种方式,基于RESP协议,向Redis服务器发送一个set命令. 向Redis服务器发送命令,即与Redis服务器通信,必须基于RESP协议. 就好像在B站看2021苹果秋季发布会的视频底层数据传输必须基于TCP协议一样. RESP协议是一个简单的协议.它的协议格式如下

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*<number of arguments> CR LF
$<number of bytes of argument 1> CR LF <argument data> CR LF
...
$<number of bytes of argument N> CR LF <argument data> CR LF

【基于Java的Socket】

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import java.io.IOException;
import java.net.Socket;
public class RedisOfSocket {

    private static final String CRLF = "rn";
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        String key = "k6";
        String value = "v6";
        sendCmd(key, value);
    }

    private static void sendCmd(String key, String value) throws IOException {

        // 1.建立连接
        Socket client = new Socket("127.0.0.1", 6379);

        // 2.组装命令
        StringBuilder command = new StringBuilder();

        // *<参数个数> CRLF
        String number = "*3"   CRLF;
        command.append(number);

        // $<参数字节数>CRLF<参数>CRLF
        String cmd = "$3"   CRLF   "SET"   CRLF;
        command.append(cmd);

        // $<参数字节数>CRLF<参数>CRLF
        cmd = "$"   key.getBytes().length   CRLF   key   CRLF;
        command.append(cmd);

        // $<参数字节数>CRLF<参数>CRLF
        cmd = "$"   value.getBytes().length   CRLF   value   CRLF;
        command.append(cmd);


        // 3.向服务器发送命令
        client.getOutputStream().write(command.toString().getBytes());



        // 4.接收服务器响应
        byte[] response = new byte[1024];
        int c = client.getInputStream().read(response);
        System.out.println(new String(response, 0, c));
    }
}

在程序运行之前,执行get k6未获取到数据,程序执行之后,再执行get k6就获取到了v6 .

同时我们通过Wireshark工具抓取了网络包,如下

【通过Netty方式】 以上是基于Java的Socket方式向Redis服务器发送了SET命令,接下来通过Netty的方式同样向Redis服务器发送SET命令.

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import io.netty.bootstrap.Bootstrap;
import io.netty.channel.*;
import io.netty.channel.nio.NioEventLoopGroup;
import io.netty.channel.socket.nio.NioSocketChannel;
import io.netty.handler.codec.string.StringDecoder;
import io.netty.handler.codec.string.StringEncoder;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import java.net.InetSocketAddress;

@Slf4j
public class RedisOfNetty {

    public static void main(String[] args) {

        Bootstrap bootstrap = new Bootstrap();
        EventLoopGroup group = new NioEventLoopGroup();

        bootstrap.group(group)
                .channel(NioSocketChannel.class)
                .handler(new ChannelInitializer<NioSocketChannel>() {
                    @Override
                    protected void initChannel(NioSocketChannel ch) throws Exception {

                        ChannelPipeline channelPipeline = ch.pipeline();
                        channelPipeline.addLast(new StringEncoder());
                        channelPipeline.addLast(new StringDecoder());
                        // 将自定义的处理器添加到Pipeline里
                        channelPipeline.addLast(new ClientInHandler());

                    }
                });

        bootstrap.connect(new InetSocketAddress("127.0.0.1", 6379));

    }
}

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import io.netty.channel.ChannelHandlerContext;
import io.netty.channel.SimpleChannelInboundHandler;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;

//自定义处理器
@Slf4j
public class ClientInHandler extends SimpleChannelInboundHandler<String> {

    private static final String CRLF = "rn";

    // 我们的程序连接到Redis服务器之后,会回调这个方法,在这个方法里,向Redis服务器发送SET命令 
    @Override
    public void channelActive(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {

        String key = "k9";
        String value = "v9";

        // 2.组装命令
        StringBuilder command = new StringBuilder();

        // *<参数个数> CRLF
        String number = "*3"   CRLF;
        command.append(number);

        // $<参数字节数>CRLF<参数>CRLF
        String cmd = "$3"   CRLF   "SET"   CRLF;
        command.append(cmd);

        // $<参数字节数>CRLF<参数>CRLF
        cmd = "$"   key.getBytes().length   CRLF   key   CRLF;
        command.append(cmd);

        // $<参数字节数>CRLF<参数>CRLF
        cmd = "$"   value.getBytes().length   CRLF   value   CRLF;
        command.append(cmd);


        // 3.向服务器发送命令
        ctx.writeAndFlush(command);


    }


    @Override
    protected void channelRead0(ChannelHandlerContext ctx, String msg) throws Exception {

        System.out.println("接收到服务端的响应: "   msg);

    }
}

底层的RESP协议都是一样的,只是通过Netty的方式,将命令发送出去而已. 【通过C语言方式】

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#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <sys/stat.h>
#include <sys/socket.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/un.h>
#include <errno.h>
#include <stddef.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <netinet/ip.h>


int main(int argc, char **argv)
{
    struct sockaddr_in sockaddr;

    int fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);

    bzero(&sockaddr, sizeof(sockaddr));
    sockaddr.sin_family = AF_INET;
    inet_pton(AF_INET, "127.0.0.1", &sockaddr.sin_addr);
    sockaddr.sin_port=htons(6379);

    // 建立连接
    connect(fd, (struct sockaddr *)&sockaddr, sizeof(sockaddr));

    // 发送命令
    write(fd, "*3rn", 4);
    write(fd, "$3rnSETrn", 9);
    write(fd, "$2rnk7rn", 8);
    write(fd, "$2rnv7rn", 8);

    // 读取返回值
    char buf[1024];
    memset(buf, '', sizeof(buf));
    read(fd, buf, sizeof(buf));
    printf("%sn", buf);

    close(fd);

    return 0;
}

通过C语言的方式,更能清晰的看出来RESP协议的面貌,如何向Redis服务器发送数据的.

如上图所示,我们同样抓取了网络包,这一次我们的C语言程序向Redis服务器发送了2个数据,加起来29个字节. 在第一个我们的Java的Socket实验中,客户端只发送了一次就把29个字节发送出去了,因为当时只调用了一次write, 29个字节也足够小,不存在拆包的情况. 而这次C语言中,我们调用了4次write, 实际发送了2次网络写. 出现了粘包情况. 但是基于RESP协议, Redis服务器自然能知道到哪里是命令的结束.

在Redis的源码中,服务端接收到客户端的命令之后,会根据rn进行切割处理我们客户端发送的命令.

在我们的日常工作中,无时无刻不在接触协议. 除了TCP/IP协议, 这里说的RESP协议, 还有Dubbo的协议, RocketMQ的协议, 包括之前我们介绍如何给JVM发送命令dump出来线程栈.

一些皆协议!

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