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通过Netty/Socket/C语言三种方式向Redis服务器发送命令

Netty历险记 2021-09-15
245

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


    *<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
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    【基于Java的Socket】


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


      private static final String CRLF = "\r\n";
      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));
      }
      }
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      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.




        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 = "\r\n";


          // 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);


          }
          }
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          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】

            #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, "*3\r\n", 4);
            write(fd, "$3\r\nSET\r\n", 9);
            write(fd, "$2\r\nk7\r\n", 8);
            write(fd, "$2\r\nv7\r\n", 8);


            // 读取返回值
            char buf[1024];
            memset(buf, '\0', sizeof(buf));
            read(fd, buf, sizeof(buf));
            printf("%s\n", buf);


            close(fd);


            return 0;
            }
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            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\r\n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!

            文章转载自Netty历险记,如果涉嫌侵权,请发送邮件至:contact@modb.pro进行举报,并提供相关证据,一经查实,墨天轮将立刻删除相关内容。

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