10分钟就理解Redis序列化协议，你也能编写redis客户端 _Redis

前提最近学习Netty的时候想做一个基于redis服务协议的编码解码模块，过程中顺便阅读了Redis服务序列化协议RESP，结合自己的理解对文档进行了翻译并且简单实现了RESP基于JAVA语言的解析。编写本文的使用使用的JDK版本为[8+] 。

文章插图

RESP简介Redis客户端与Redis服务端基于一个称作RESP的协议进行通信，RESP全称为Redis Serialization Protocol，也就是Redis序列化协议。虽然RESP为Redis设计，但是它也可以应用在其他客户端-服务端（Client-Server）的软件项目中。RESP在设计的时候折中考虑了如下几点：

易于实现。
快速解析。
可读性高。

RESP可以序列化不同的数据类型，如整型、字符串、数组还有一种特殊的Error类型。需要执行的Redis命令会封装为类似于字符串数组的请求然后通过Redis客户端发送到Redis服务端。Redis服务端会基于特定的命令类型选择对应的一种数据类型进行回复（这一句是意译，原文是：Redis replies with a command-specific data type）。
RESP是二进制安全的（binary-safe），并且在RESP下不需要处理从一个进程传输到另一个进程的批量数据，因为它使用了前缀长度（prefixed-length，后面会分析，就是在每个数据块的前缀已经定义好数据块的个数，类似于Netty里面的定长编码解码）来传输批量数据。
注意：此处概述的协议仅仅使用在客户端-服务端通信，Redis Cluster使用不同的二进制协议在多个节点之间交换消息（也就是Redis集群中的节点之间并不使用RESP通信）。
网络层
Redis客户端通过创建一个在6379端口的TCP连接，连接到Redis服务端。
虽然RESP在底层通信协议技术上是非TCP特定的，但在Redis的上下文中，RESP仅用于TCP连接（或类似的面向流的连接，如Unix套接字）。
请求-响应模型
Redis服务端接收由不同参数组成的命令，接收到命令并将其处理之后会把回复发送回Redis客户端。这是最简单的模型，但是有两种例外的情况：

Redis支持管道（Pipelining，流水线，多数情况下习惯称为管道）操作。使用管道的情况下，Redis客户端可以一次发送多个命令，然后等待一次性的回复（文中的回复是replies，理解为Redis服务端会一次性返回一个批量回复结果）。
当Redis客户端订阅Pub/Sub信道时，该协议会更改语义并成为推送协议（push protocol），也就是说，客户端不再需要发送命令，因为Redis服务端将自动向客户端（订阅了改信道的客户端）发送新消息（这里的意思是：在订阅/发布模式下，消息是由Redis服务端主动推送给订阅了特定信道的Redis客户端）。

除了上述两个特例之外，Redis协议是一种简单的请求-响应协议。
RESP支持的数据类型RESP在Redis 1.2中引入，在Redis 2.0，RESP正式成为与Redis服务端通信的标准方案。也就是如果需要编写Redis客户端，你就必须在客户端中实现此协议。
RESP本质上是一种序列化协议，它支持的数据类型如下：单行字符串、错误消息、整型数字、定长字符串和RESP数组。
RESP在Redis中用作请求-响应协议的方式如下：

Redis客户端将命令封装为RESP的数组类型（数组元素都是定长字符串类型，注意这一点，很重要）发送到Redis服务器。
Redis服务端根据命令实现选择对应的RESP数据类型之一进行回复。

在RESP中，数据类型取决于数据报的第一个字节：

单行字符串的第一个字节为+ 。
错误消息的第一个字节为- 。
整型数字的第一个字节为: 。
定长字符串的第一个字节为$ 。
RESP数组的第一个字节为* 。

另外，在RESP中可以使用定长字符串或者数组的特殊变体来表示Null值，后面会提及。在RESP中，协议的不同部分始终以rn（CRLF）终止。
目前RESP中5种数据类型的小结如下：
数据类型本文翻译名称基本特征例子 Simple String 单行字符串第一个字节是+，最后两个字节是rn，其他字节是字符串内容 +OKrn Error 错误消息第一个字节是-，最后两个字节是rn，其他字节是异常消息的文本内容 -ERRrn Integer 整型数字第一个字节是:，最后两个字节是rn，其他字节是数字的文本内容 :100rn Bulk String 定长字符串第一个字节是$，紧接着的字节是内容字符串长度rn，最后两个字节是rn，其他字节是字符串内容 $4rndogern Array RESP数组第一个字节是*，紧接着的字节是元素个数rn，最后两个字节是rn，其他字节是各个元素的内容，每个元素可以是任意一种数据类型 *2rn:100rn$4rndogern 下面的小节是对每种数据类型的更细致的分析。