Redis 使用的什么协议

妖刀路过

现在就来看一下 AOF 和 RESP 协议的关系

• 从两种持久化方式说起。
• RESP 协议是什么
• 动手实现一个简单的协议解析命令行工具
  

先从持久化说起，虽然一提到 Redis，首先想到的就是缓存，但是 Redis 不仅仅是缓存这么简单，它的定位是内存型数据库，可以存储多种类型的数据结构，还可以当做简单消息队列使用。既然是数据库，持久化功能是必不可少的。

Redis 的两种持久化方式

Redis 提供了两种持久化方式，一种是 RDB 方式，另外一种是 AOF 方式，AOF 是目前比较流行的持久化方案。

RDB 方式

RDB持久化是通过快照的方式，在指定的时间间隔内将内存中的数据集快照写入磁盘。它以一种紧凑压缩的二进制文件的形式出现。可以将快照复制到其他服务器以创建相同数据的服务器副本，或者在重启服务器后恢复数据。RDB是Redis默认的持久化方式，也是早期版本的必须方案。

RDB 由下面几个参数控制。

• # 设置 dump 的文件名
• dbfilename dump.rdb
• # 持久化文件的存储目录
• dir ./
• # 900秒内，如果至少有1个key发生变化，就会自动触发bgsave命令创建快照
• save 900 1
• # 300秒内，如果至少有10个key发生变化，就会自动触发bgsave命令创建快照
• save 300 10
• # 60秒内，如果至少有10000个key发生变化，就会自动触发bgsave命令创建快照
• save 60 10000
  

持久化流程

上面说到了配置文件中的几个触发持久化的机制，比如 900 秒、300秒、60秒，当然也可以手动执行命令 save或bgsave进行触发。bgsave是非阻塞版本，通过 fork 出子进程的方式来进行快照生成，而 save会阻塞主进程，不建议使用。

1、首先 bgsave命令触发;

2、父进程 fork 出一个子进程，这一步是比较重量级的操作，也是 RDB 方式性能不及 AOF 的一个重要原因;

3、父进程 fork 出子进程后就可以正常的相应客户端发来的其他命令了;

4、子进程开始进行持久化工作，对现有数据进行完整的快照存储;

5、子进程完成操作后，通知父进程;

RDB的优点:

• RDB是一个紧凑压缩的二进制文件，代表Redis在某个时间点上的数据 快照。非常适用于备份，全量复制等场景。比如每6小时执行bgsave备份， 并把RDB文件拷贝到远程机器或者文件系统中(如hdfs)，用于灾难恢复。
• Redis加载RDB恢复数据远远快于AOF的方式。
  

RDB的缺点:

• RDB方式数据没办法做到实时持久化/秒级持久化。因为bgsave每次运 行都要执行fork操作创建子进程，属于重量级操作，频繁执行成本过高。
• RDB文件使用特定二进制格式保存，Redis版本演进过程中有多个格式 的RDB版本，存在老版本Redis服务无法兼容新版RDB格式的问题。
  

AOF 方式

AOF 由下面几个参数控制。

• # appendonly参数开启AOF持久化
• appendonly yes
• # AOF持久化的文件名，默认是appendonly.aof
• appendfilename "appendonly.aof"
• # AOF文件的保存位置和RDB文件的位置相同，都是通过dir参数设置的
• dir ./
• # 同步策略
• # appendfsync always
• appendfsync everysec
• # appendfsync no
• # aof重写期间是否同步
• no-appendfsync-on-rewrite no
• # 重写触发配置
• auto-aof-rewrite-percentage 100
• auto-aof-rewrite-min-size 64mb
• # 加载aof出错如何处理
• aof-load-truncated yes
• # 文件重写策略
• aof-rewrite-incremental-fsync yes
  

针对RDB不适合实时持久化的问题，Redis提供了AOF 持久化方式来解决，AOF 也是目前最流程的持久化方式。

AOF(append only file)，以独立日志的方式记录每次写命令， 重启时再重新执行AOF文件中的命令达到恢复数据的目的。

1、所有的写入命令会追加到aof_buf(缓冲区)中;

2、AOF缓冲区根据对应的策略向硬盘做同步操作;

3、随着AOF文件越来越大，需要定期对AOF文件进行重写，达到压缩的目的;

4、当Redis服务器重启时，可以加载AOF文件进行数据恢复;

AOF 文件里存的是什么

我在本地的测试 redis 环境中随便刷了几条命令，然后打开 appendonly.aof 文件查看，发现里面的内容像下面这样子。

RESP 协议Redis客户端与服务端通信，使用 RESP 协议通信，该协议是专门为 Redis 设计的通信协议，但也可以用于其它客户端-服务器通信的场景。

RESP 协议

有如下几个特点：

• 实现简单;
• 快速解析;
• 可阅读;
  

客户端发送命令给服务端，服务端拿到命令后进行解析，然后执行对应的逻辑，之后返回给客户端，当然了，这一发一回复都是用的 RESP 协议特点的格式。

一般情况下我们会使用 redis-cli或者一些客户端工具连接 Redis 服务端。

• ./redis-cli
  

然后整个交互过程的命令发送和返回结果像下面这样，绿色部分为发送的命令，红色部分为返回的结果。

这就是我们再熟悉不过的部分了。但是，这并不能看出 RESP 协议的真实面貌。

用 telnet 试试

RESP 是基于 TCP 协议实现的，所以除了用各种客户端工具以及 Redis 提供的 redis-cli工具，还可以用 telnet 查看，用 telnet 就可以看出 RESP 返回的原始数据格式了。

我本地的 Redis 是用的默认 6379 端口，并且没有设置 requirepass ，我们来试一下用 telnet 连接。

• telnet 127.0.0.1 6379
  

然后执行与前面相同的几条命令，发送和返回的结果如下，绿色部分为发送的命令，红色为返回的结果。

怎么样，有些命令的返回还好，但是像get str:hello这条，返回的结果除了 world值本身，上面还多了一行 $5，是不是有点迷糊了。

协议规则

请求命令

一条客户端发往服务器的命令的规则如下：

• *<参数数量> CR LF
• $<参数 1 的字节数量> CR LF
• <参数 1 的数据> CR LF
• ...
• $<参数 N 的字节数量> CR LF
• <参数 N 的数据> CR LF
  

RESP 用\r\n作为分隔符，会表明此条命令的具体参数个数，在命令上看来，空格分隔的都表示一个参数，例如 set str:hello world 这条命令就是3个参数，会表明每个参数的字符数和具体内容。