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引言

  最近工作上有需要使用redis,于是便心血来潮打算自己写一个C#客户端。经过几天的努力,目前该客户端已经基本成型,下面简单介绍一下。

通信协议

  要想自行实现redisClient,则必须先要了解Redis的socket能信协议。新版统一请求协议在 Redis 1.2 版本中引入, 并最终在 Redis 2.0 版本成为 Redis 服务器通信的标准方式。在这个协议中, 所有发送至 Redis 服务器的参数都是二进制安全(binary safe)的。

  以下是这个协议的一般形式:

*<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

  注:命令本身也作为协议的其中一个参数来发送。举个例子, 以下是一个命令协议的打印版本:

1 *3
2 $3
3 SET
4 $5
5 mykey
6 $7
7 myvalue

  这个命令的实际协议值如下:

1 "*3\r\n$3\r\nSET\r\n$5\r\nmykey\r\n$7\r\nmyvalue\r\n"

  稍后看到, 这种格式除了用作命令请求协议之外, 也用在命令的回复协议中: 这种只有一个参数的回复格式被称为批量回复(Bulk Reply)。统一协议请求原本是用在回复协议中, 用于将列表的多个项返回给客户端的, 这种回复格式被称为多条批量回复(Multi Bulk Reply)。一个多条批量回复以 *<argc>\r\n 为前缀, 后跟多条不同的批量回复, 其中 argc 为这些批量回复的数量。

  Redis 命令会返回多种不同类型的回复。一个状态回复(或者单行回复,single line reply)是一段以 "+" 开始、 "\r\n" 结尾的单行字符串。通过检查服务器发回数据的第一个字节, 可以确定这个回复是什么类型:

  • 状态回复(status reply)的第一个字节是 "+"
  • 错误回复(error reply)的第一个字节是 "-"
  • 整数回复(integer reply)的第一个字节是 ":"
  • 批量回复(bulk reply)的第一个字节是 "$"
  • 多条批量回复(multi bulk reply)的第一个字节是 "*"

.net Core Socket

  说起socket,就不得不说IOCP了,这个方案本身就是为了解决多连接、高并发而设计的;但是话又说回来,任何方案都有局限性,不可能解决所有问题;这里不去讨论用在这里是否合适,反正本人就是想这么试一把:用一个简单的ioc模式实现SAEA.Socket,并为此设定各种场景,反过来优化SAEA.Socket本身。下面是一段服务器接收连接的代码:

 1         private void ProcessAccept(SocketAsyncEventArgs args)
 2         {
 3             if (args == null)
 4             {
 5                 args = new SocketAsyncEventArgs();
 6                 args.Completed += ProcessAccepted;
 7             }
 8             else
 9             {
10                 args.AcceptSocket = null;
11             }
12             if (!_listener.AcceptAsync(args))
13             {
14                 ProcessAccepted(_listener, args);
15             }
16         }

 项目结构

  在网上找到redis的命令文档后,本人觉的准备工作差不多了,可以初步定一下项目结构:

  Core:定义的是redisclient相关最基本的业务

  Interface:定义的是一些需要抽象出来的接口

  Model:定义的是redis的数据模型及其请求、回复的类型枚举

  Net:这里就是将继承实现SAEA.Socket而来的RedisConnection通信基础

命令解码器

  通过前面的准备工作了解到redisClient的关键在于命令的编解码,至于高大上算法或redis官方算法的实现,本人没有去详细了解,一冲动就自行实现了自定义版的解码器。

 1         public string Coder(RequestType commandName, params string[] @params)
 2         {
 3             _autoResetEvent.WaitOne();
 4             _commandName = commandName;
 5             var sb = new StringBuilder();
 6             sb.AppendLine("*" + @params.Length);
 7             foreach (var param in @params)
 8             {
 9                 sb.AppendLine("$" + param.Length);
10                 sb.AppendLine(param);
11             }
12             return sb.ToString();
13         }
  1        public ResponseData Decoder()
  2         {
  3             var result = new ResponseData();
  4 
  5             string command = null;
  6 
  7             string error = null;
  8 
  9             var len = 0;
 10 
 11             switch (_commandName)
 12             {
 13                 case RequestType.PING:
 14                     command = BlockDequeue();
 15                     if (GetStatus(command, out error))
 16                     {
 17                         result.Type = ResponseType.OK;
 18                         result.Data = "PONG";
 19                     }
 20                     else
 21                     {
 22                         result.Type = ResponseType.Error;
 23                         result.Data = error;
 24                     }
 25                     break;
 26                 case RequestType.AUTH:
 27                 case RequestType.SELECT:
 28                 case RequestType.SLAVEOF:
 29                 case RequestType.SET:
 30                 case RequestType.DEL:
 31                 case RequestType.HSET:
 32                 case RequestType.HDEL:
 33                 case RequestType.LSET:
 34                     command = BlockDequeue();
 35                     if (GetStatus(command, out error))
 36                     {
 37                         result.Type = ResponseType.OK;
 38                         result.Data = "OK";
 39                     }
 40                     else
 41                     {
 42                         result.Type = ResponseType.Error;
 43                         result.Data = error;
 44                     }
 45                     break;
 46                 case RequestType.TYPE:
 47                     command = BlockDequeue();
 48                     if (GetStatusString(command, out string msg))
 49                     {
 50                         result.Type = ResponseType.OK;
 51                     }
 52                     else
 53                     {
 54                         result.Type = ResponseType.Error;
 55                     }
 56                     result.Data = msg;
 57                     break;
 58                 case RequestType.GET:
 59                 case RequestType.GETSET:
 60                 case RequestType.HGET:
 61                 case RequestType.LPOP:
 62                 case RequestType.RPOP:
 63                 case RequestType.SRANDMEMBER:
 64                 case RequestType.SPOP:
 65                     len = GetWordsNum(BlockDequeue(), out error);
 66                     if (len == -1)
 67                     {
 68                         result.Type = ResponseType.Empty;
 69                         result.Data = error;
 70                     }
 71                     else
 72                     {
 73                         result.Type = ResponseType.String;
 74                         result.Data += BlockDequeue();
 75                     }
 76                     break;
 77                 case RequestType.KEYS:
 78                 case RequestType.HKEYS:
 79                 case RequestType.LRANGE:
 80                 case RequestType.SMEMBERS:
 81                     result.Type = ResponseType.Lines;
 82                     var sb = new StringBuilder();
 83                     var rn = GetRowNum(BlockDequeue(), out error);
 84                     if (!string.IsNullOrEmpty(error))
 85                     {
 86                         result.Type = ResponseType.Error;
 87                         result.Data = error;
 88                         break;
 89                     }
 90                     //再尝试读取一次,发现有回车行出现
 91                     if (rn == -1) rn = GetRowNum(BlockDequeue(), out error);
 92                     if (!string.IsNullOrEmpty(error))
 93                     {
 94                         result.Type = ResponseType.Error;
 95                         result.Data = error;
 96                         break;
 97                     }
 98                     if (rn > 0)
 99                     {
100                         for (int i = 0; i < rn; i++)
101                         {
102                             len = GetWordsNum(BlockDequeue(), out error);
103                             sb.AppendLine(BlockDequeue());
104                         }
105                     }
106                     result.Data = sb.ToString();
107                     break;
108                 case RequestType.HGETALL:
109                 case RequestType.ZRANGE:
110                 case RequestType.ZREVRANGE:
111                     result.Type = ResponseType.KeyValues;
112                     sb = new StringBuilder();
113                     rn = GetRowNum(BlockDequeue(), out error);
114                     if (!string.IsNullOrEmpty(error))
115                     {
116                         result.Type = ResponseType.Error;
117                         result.Data = error;
118                         break;
119                     }
120                     if (rn > 0)
121                     {
122                         for (int i = 0; i < rn; i++)
123                         {
124                             len = GetWordsNum(BlockDequeue(), out error);
125                             sb.AppendLine(BlockDequeue());
126                         }
127                     }
128                     result.Data = sb.ToString();
129                     break;
130                 case RequestType.DBSIZE:
131                 case RequestType.EXISTS:
132                 case RequestType.EXPIRE:
133                 case RequestType.PERSIST:
134                 case RequestType.SETNX:
135                 case RequestType.HEXISTS:
136                 case RequestType.HLEN:
137                 case RequestType.LLEN:
138                 case RequestType.LPUSH:
139                 case RequestType.RPUSH:
140                 case RequestType.LREM:
141                 case RequestType.SADD:
142                 case RequestType.SCARD:
143                 case RequestType.SISMEMBER:
144                 case RequestType.SREM:
145                 case RequestType.ZADD:
146                 case RequestType.ZCARD:
147                 case RequestType.ZCOUNT:
148                 case RequestType.ZREM:
149                 case RequestType.PUBLISH:
150                     var val = GetValue(BlockDequeue(), out error);
151                     if (!string.IsNullOrEmpty(error))
152                     {
153                         result.Type = ResponseType.Error;
154                         result.Data = error;
155                         break;
156                     }
157                     if (val == 0)
158                     {
159                         result.Type = ResponseType.Empty;
160                     }
161                     else
162                     {
163                         result.Type = ResponseType.OK;
164                     }
165                     result.Data = val.ToString();
166                     break;
167                 case RequestType.INFO:
168                     var rnum = GetWordsNum(BlockDequeue(), out error);
169                     if (!string.IsNullOrEmpty(error))
170                     {
171                         result.Type = ResponseType.Error;
172                         result.Data = error;
173                         break;
174                     }
175                     var info = "";
176                     while (info.Length < rnum)
177                     {
178                         info += BlockDequeue();
179                     }
180                     result.Type = ResponseType.String;
181                     result.Data = info;
182                     break;
183                 case RequestType.SUBSCRIBE:
184                     var r = "";
185                     while (IsSubed)
186                     {
187                         r = BlockDequeue();
188                         if (r == "message\r\n")
189                         {
190                             result.Type = ResponseType.Sub;
191                             BlockDequeue();
192                             result.Data = BlockDequeue();
193                             BlockDequeue();
194                             result.Data += BlockDequeue();
195                             break;
196                         }
197                     }
198                     break;
199                 case RequestType.UNSUBSCRIBE:
200                     var rNum = GetRowNum(BlockDequeue(), out error);
201                     var wNum = GetWordsNum(BlockDequeue(), out error);
202                     BlockDequeue();
203                     wNum = GetWordsNum(BlockDequeue(), out error);
204                     var channel = BlockDequeue();
205                     var vNum = GetValue(BlockDequeue(), out error);
206                     IsSubed = false;
207                     break;
208             }
209             _autoResetEvent.Set();
210             return result;
211         }

命令的封装与测试

  有了socket、redisCoder之后,现在就可以按照官方的redis命令来进行.net core的封装了。本人将这些操作封装到RedisClient、RedisDataBase两个类中,然后又想到连接复用的问题,简单实现了一个连接池RedisClientFactory的类。这样一来就可以好好的来实验一把,看看之前的设想最终能不能实现了:

  1 /****************************************************************************
  2 *Copyright (c) 2018 Microsoft All Rights Reserved.
  3 *CLR版本: 4.0.30319.42000
  4 *机器名称:WENLI-PC
  5 *公司名称:Microsoft
  6 *命名空间:SAEA.RedisSocketTest
  7 *文件名: Program
  8 *版本号: V1.0.0.0
  9 *唯一标识:3d4f939c-3fb9-40e9-a0e0-c7ec773539ae
 10 *当前的用户域:WENLI-PC
 11 *创建人: yswenli
 12 *电子邮箱:wenguoli_520@qq.com
 13 *创建时间:2018/3/17 10:37:15
 14 *描述:
 15 *
 16 *=====================================================================
 17 *修改标记
 18 *修改时间:2018/3/19 10:37:15
 19 *修改人: yswenli
 20 *版本号: V1.0.0.0
 21 *描述:
 22 *
 23 *****************************************************************************/
 24 using SAEA.Commom;
 25 using SAEA.RedisSocket;
 26 using System;
 27 
 28 namespace SAEA.RedisSocketTest
 29 {
 30     class Program
 31     {
 32         static void Main(string[] args)
 33         {
 34             ConsoleHelper.Title = "SAEA.RedisSocketTest";
 35             ConsoleHelper.WriteLine("输入ip:port连接RedisServer");
 36 
 37             var ipPort = ConsoleHelper.ReadLine();
 38             if (string.IsNullOrEmpty(ipPort))
 39             {
 40                 ipPort = "127.0.0.1:6379";
 41             }
 42             RedisClient redisClient = new RedisClient(ipPort);
 43             redisClient.Connect(); 
 44             //redisClient.Connect("wenli"); 
 45 
 46 
 47             var info = redisClient.Info();
 48             if (info.Contains("NOAUTH Authentication required."))
 49             {
 50                 while (true)
 51                 {
 52                     ConsoleHelper.WriteLine("请输入redis连接密码");
 53                     var auth = ConsoleHelper.ReadLine();
 54                     if (string.IsNullOrEmpty(auth))
 55                     {
 56                         auth = "yswenli";
 57                     }
 58                     var a = redisClient.Auth(auth);
 59                     if (a.Contains("OK"))
 60                     {
 61                         break;
 62                     }
 63                     else
 64                     {
 65                         ConsoleHelper.WriteLine(a);
 66                     }
 67                 }
 68             }
 69 
 70             //redisConnection.SlaveOf();
 71 
 72             //redisConnection.Ping();
 73 
 74             redisClient.Select(1);
 75 
 76             //ConsoleHelper.WriteLine(redisConnection.Type("key0"));
 77 
 78             ConsoleHelper.WriteLine("dbSize:{0}", redisClient.DBSize().ToString());
 79 
 80 
 81             RedisOperationTest(redisClient, true);
 82             ConsoleHelper.ReadLine();
 83         }
 84 
 85         private static void RedisOperationTest(object sender, bool status)
 86         {
 87             RedisClient redisClient = (RedisClient)sender;
 88             if (status)
 89             {
 90                 ConsoleHelper.WriteLine("连接redis服务器成功!");
 91 
 92                 #region key value
 93 
 94                 ConsoleHelper.WriteLine("回车开始kv插值操作...");
 95                 ConsoleHelper.ReadLine();
 96                 for (int i = 0; i < 1000; i++)
 97                 {
 98                     redisClient.GetDataBase().Set("key" + i, "val" + i);
 99                 }
100                 //redisConnection.GetDataBase().Exists("key0");
101                 ConsoleHelper.WriteLine("kv插入完成...");
102 
103                 ConsoleHelper.WriteLine("回车开始获取kv值操作...");
104                 ConsoleHelper.ReadLine();
105 
106                 var keys = redisClient.GetDataBase().Keys().Data.ToArray(false, "\r\n");
107 
108                 foreach (var key in keys)
109                 {
110                     var val = redisClient.GetDataBase().Get(key);
111                     ConsoleHelper.WriteLine("Get val:" + val);
112                 }
113                 ConsoleHelper.WriteLine("获取kv值完成...");
114 
115                 ConsoleHelper.WriteLine("回车开始开始kv移除操作...");
116                 ConsoleHelper.ReadLine();
117                 foreach (var key in keys)
118                 {
119                     redisClient.GetDataBase().Del(key);
120                 }
121                 ConsoleHelper.WriteLine("移除kv值完成...");
122                 #endregion
123 
124 
125                 #region hashset
126                 string hid = "wenli";
127 
128                 ConsoleHelper.WriteLine("回车开始HashSet插值操作...");
129                 ConsoleHelper.ReadLine();
130                 for (int i = 0; i < 1000; i++)
131                 {
132                     redisClient.GetDataBase().HSet(hid, "key" + i, "val" + i);
133                 }
134                 ConsoleHelper.WriteLine("HashSet插值完成...");
135 
136                 ConsoleHelper.WriteLine("回车开始HashSet插值操作...");
137                 ConsoleHelper.ReadLine();
138                 var hkeys = redisClient.GetDataBase().GetHKeys(hid).Data.ToArray();
139                 foreach (var hkey in hkeys)
140                 {
141                     var val = redisClient.GetDataBase().HGet(hid, hkey);
142                     ConsoleHelper.WriteLine("HGet val:" + val.Data);
143                 }
144 
145                 var hall = redisClient.GetDataBase().HGetAll("wenli");
146                 ConsoleHelper.WriteLine("HashSet查询完成...");
147 
148                 ConsoleHelper.WriteLine("回车开始HashSet移除操作...");
149                 ConsoleHelper.ReadLine();
150                 foreach (var hkey in hkeys)
151                 {
152                     redisClient.GetDataBase().HDel(hid, hkey);
153                 }
154                 ConsoleHelper.WriteLine("HashSet移除完成...");
155 
156 
157                 #endregion
158 
159 
160                 //redisConnection.GetDataBase().Suscribe((c, m) =>
161                 //{
162                 //    ConsoleHelper.WriteLine("channel:{0} msg:{1}", c, m);
163                 //    redisConnection.GetDataBase().UNSUBSCRIBE(c);
164                 //}, "c39654");
165 
166 
167                 ConsoleHelper.WriteLine("测试完成!");
168             }
169             else
170             {
171                 ConsoleHelper.WriteLine("连接失败!");
172             }
173         }
174     }
175 }
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  经过上面的代码测试,使用redis-cli工具进行monitor命令监控发现——搞定了!另外源码本人已发到github上面了,SAEA.RedisSocket的详细可查看:https://github.com/yswenli/SAEA/tree/master/Src/SAEA.RedisSocket

 

 

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更多内容欢迎star作者的github:https://github.com/yswenli/SAEA
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