使用golang實(shí)現(xiàn)Redis中間件

(一).RESP協(xié)議解釋

??RESP協(xié)議在Redis1.2被引入补胚,直到Redis2.0才成為和Redis服務(wù)器通信的標(biāo)準(zhǔn)何鸡。這個(gè)協(xié)議需要在你的Redis客戶端實(shí)現(xiàn)。RESP 是一個(gè)支持多種數(shù)據(jù)類型的序列化協(xié)議:簡(jiǎn)單字符串(Simple Strings),錯(cuò)誤( Errors),整型( Integers), 大容量字符串(Bulk Strings)和數(shù)組(Arrays)。該協(xié)議的優(yōu)點(diǎn)如下:(Reids協(xié)議詳細(xì)規(guī)范解釋
1. 實(shí)現(xiàn)起來(lái)簡(jiǎn)單栗菜。
2. 解析速度快。
3. 有可讀性蹄梢。

(二).RESP協(xié)議規(guī)范

??在RESP中疙筹,數(shù)據(jù)的類型依賴于首字節(jié),第一個(gè)字符表示數(shù)據(jù)的類型禁炒,緊接著是一個(gè)不能包含CR或LF的字符串(不允許換行)而咆,最后以"\r\n"(CRLF)表示結(jié)束進(jìn)行分割。

2.1-RESP第一個(gè)字節(jié)與數(shù)據(jù)類型的映射關(guān)系如下:

類型 響應(yīng)首字節(jié) 備注
單行字符串(Simple Strings) + 第一個(gè)字節(jié)為+
錯(cuò)誤(Errors) - 第一個(gè)字節(jié)為-
整型(Integers) : 第一個(gè)字節(jié)為:
多行字符串(Bulk Strings) $ 第一個(gè)字節(jié)為$
數(shù)組(Arrays) * 第一個(gè)字節(jié)為*

2.2-拆解釋義RESP協(xié)議:

使用Redis-cli編輯如下指令向Redis服務(wù)端發(fā)送:

127.0.0.1:6379> set hello world

??對(duì)發(fā)送的指令分析幕袱,實(shí)際上Redis-cli會(huì)遵循RESP協(xié)議對(duì)命令進(jìn)行拆解編譯后再發(fā)送給Redis服務(wù)器端暴备。RESP協(xié)議編譯如下:

*3
$3
set
$5
hello
$5
world

?? 以上的執(zhí)行語(yǔ)句意思,*3表示執(zhí)行的程序數(shù)組長(zhǎng)度總共有3個(gè)數(shù)組凹蜂,第一個(gè)數(shù)組組成部分:$3代表復(fù)雜字符串有長(zhǎng)度為3馍驯,值為set,第二個(gè)數(shù)組組成部分:$5代表復(fù)雜字符串長(zhǎng)度為5玛痊,值為hello汰瘫, 第三個(gè)數(shù)組組成部分:$5代表復(fù)雜字符串長(zhǎng)度為5,值為world擂煞。

視圖展示:


RESP執(zhí)行解析

2.3-RESP協(xié)議驗(yàn)證:

??在Xshell中選擇TELNET連接redis服務(wù)端混弥。輸入以上根據(jù)RESP協(xié)議編寫(xiě)的指令,獲得+OK返回值对省,說(shuō)明set指令請(qǐng)求被服務(wù)器端成功解析并且響應(yīng)蝗拿。

TELNET連接Redis

(三).Go解析RESP協(xié)議實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)發(fā)

3.1-開(kāi)啟IP/prot監(jiān)聽(tīng):

??使用Redis1Conn, _ = net.Dial("tcp", "192.168.0.107:6379")發(fā)起TCP連接Redis服務(wù)器,listen, err := net.Listen("tcp", "0.0.0.0:12345")監(jiān)聽(tīng)本地的12345端口蒿涎。

// TCP server端
func main() {
    Redis1Conn, _ = net.Dial("tcp", "192.168.0.107:6379")

    listen, err := net.Listen("tcp", "0.0.0.0:12345")
    if err != nil {
        fmt.Println("listen failed, err:", err)
        return
    }
    for {
        conn, err := listen.Accept() // 建立連接
        if err != nil {
            fmt.Println("accept failed, err:", err)
            continue
        }
        go process(conn) // 啟動(dòng)一個(gè)goroutine處理連接
    }
}

3.2-處理解析Redis-cli的RESP協(xié)議:

??實(shí)現(xiàn)思路哀托,RESP協(xié)議的指令是以"\r\n"(CRLF)表示結(jié)束進(jìn)行分割,則按照"\r\n"(CRLF)分隔符按行讀取TCP流消息劳秋。實(shí)現(xiàn)函數(shù)如下:

func read(reader *bufio.Reader) []byte {
    line, err := reader.ReadBytes('\n')
    if err != nil {
        errors.New("讀取行錯(cuò)誤")
    }
    return bytes.TrimRight(line, "\r\n")
}
  1. 首先讀取數(shù)據(jù)流數(shù)據(jù)獲得前綴*的后面數(shù)值cmdArrLen仓手,此值為本次傳送指令數(shù)組的長(zhǎng)度胖齐。
  2. 接著循環(huán)cmdArrLen次,依次按行解析前綴為$的數(shù)據(jù)流攜帶的值cmdLen嗽冒。
  3. 獲取指令值cmdData呀伙。
// 處理redis-cli發(fā)送的程序
func handlerCliCmd(conn net.Conn) []string {
    var cmd []string
    reader := bufio.NewReader(conn)

    cmdHead := read(reader)

    cmd = append(cmd, string(cmdHead))

    if string(cmdHead[:1]) == "*" {

        cmdArrByteLen := cmdHead[1:] //發(fā)送的命令數(shù)組長(zhǎng)度

        cmdArrLen := BytesToInt(cmdArrByteLen)

        for i := 0; i < cmdArrLen; i++ {
            cmdLen := read(reader)
            cmd = append(cmd, string(cmdLen))
            if string(cmdLen[:1]) == "$" {
                cmdData := read(reader)
                cmd = append(cmd, string(cmdData))
            }
        }
    }
    return cmd
}

3.3-轉(zhuǎn)發(fā)Redis-cli客戶端的命令:

??COMMAND為Redis-cli客戶端首次連接的標(biāo)識(shí),連接成功直接識(shí)別發(fā)送"+OK\r\n"成功響應(yīng)添坊。for _, cmds := range cmd {}按照RESP協(xié)議規(guī)則拼接轉(zhuǎn)發(fā)指令剿另,_, err := Redis1Conn.Write(toRedis)將拼接后的指令轉(zhuǎn)發(fā)給Redis服務(wù)器端,Read接收Redis服務(wù)端的響應(yīng)后使用conn.Write(buf[:n2])轉(zhuǎn)發(fā)給客戶端贬蛙。

// 處理函數(shù)
func process(conn net.Conn) {
    defer func() {
        fmt.Println("連接斷開(kāi)了\n")
        conn.Close() // 關(guān)閉連接
    }()

    for {

        cmd := handlerCliCmd(conn) //處理命令
    
        if cmd[2] == "COMMAND" {
            conn.Write([]byte("+OK\r\n"))
        } else {
            var toRedis []byte
            for _, cmds := range cmd {
                t := cmds + "\r\n"
                toRedis = append(toRedis, []byte(t)...)
            }
            
            _, err := Redis1Conn.Write(toRedis)
            if err != nil {
                fmt.Println(err)
            }
            
            buf := make([]byte, 1024)
            _, err2 := Redis1Conn.Read(buf[:])

            if err2 != nil {
                fmt.Println(err)
            }

            conn.Write(buf[:n2])
        }
    }
}

3.4-驗(yàn)證程序效果:

  1. Go中間件啟動(dòng)監(jiān)聽(tīng)本地12345端口雨女。
  2. 首先Redis-cli發(fā)送redis-cli -h 192.168.0.105 -p 12345連接請(qǐng)求。
  3. 中間件接收到連接*1 $7 COMMAND連接請(qǐng)求響應(yīng)速客。
  4. Redis-cli發(fā)送set指令設(shè)置值set test 123戚篙。
  5. 中間件接收到指令*3 $3 set $4 test $3 123將請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)給Redis服務(wù)器。
  6. Redis服務(wù)器成功處理返回+OK結(jié)果給Go中間件溺职。
  7. Redis-cli客戶端接收到Go中間件轉(zhuǎn)發(fā)的響應(yīng)結(jié)果岔擂。
程序驗(yàn)證
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