Go语言实现Redis客户端与服务器的交互机制深入解析

写在前面

在前一篇梳理了Godis v1.0版本的基本功能&＃xff0c;这一篇要做的是实现客户端/服务端的交互。先让代码跑起来&＃xff0c;才算有了生命力。
本篇Godis版本号&＃xff1a;v0.0.1

在这个系列文章里&＃xff0c;尽量减少介绍Golang语法、C语言语法和redis原理&＃xff0c;聚焦在“用Golang实现Redis”的主题上。其中如有疏漏、不足&＃xff0c;还请指正。

进入正题

Redis事件处理器

既要实现C/S交互&＃xff0c;网络编程必不可少。在Redis中&＃xff0c;有实现方式&＃xff1a;

*Redis基于 Reactor 模式开发了自己的网络事件处理器&＃xff1a; 这个处理器被称为文件事件处理器&＃xff08;file event handler&＃xff09;&＃xff1a;

• 文件事件处理器使用 I/O 多路复用&＃xff08;multiplexing&＃xff09;程序来同时监听多个套接字&＃xff0c; 并根据套接字目前执行的任务来为套接字关联不同的事件处理器。
• 当被监听的套接字准备好执行连接应答&＃xff08;accept&＃xff09;、读取&＃xff08;read&＃xff09;、写入&＃xff08;write&＃xff09;、关闭&＃xff08;close&＃xff09;等操作时&＃xff0c; 与操作相对应的文件事件就会产生&＃xff0c; 这时文件事件处理器就会调用套接字之前关联好的事件处理器来处理这些事件。*

Redis事件处理器的架构图&＃xff1a;

Redis兼顾了简单性和高性能&＃xff0c;但出于对其代码复杂性的考虑&＃xff0c;Godis v0.0.1会采用更简单的弱智方案。Godis的编码使用最简单的同步技术&＃xff0c;争取在网络处理方面简单化&＃xff0c;因为复杂的也不会:)。暂时舍弃高性能&＃xff0c;只求可用。在未来的版本中&＃xff0c;会结合Golang自身的特性&＃xff0c;优化网络层。

Godis的方案

客户端/服务端的交互&＃xff0c;只需使用Golang的net包进行socket编程&＃xff0c;编写一个流程为监听-读取-处理-回复的服务端和一个流程为建立-发送-接收-显示的客户端即可。

图中英文均为Golang中net包的主要函数&＃xff0c;这里简要说明一下在这一篇中使用的net包函数&＃xff1a;
ResolveTCPAddr &＃xff1a;
用例&＃xff1a;tcpAddr, err :&＃61; net.ResolveTCPAddr("tcp4", “127.0.0.1:9736”);
功能&＃xff1a;创建TCPAddr类型的数据结构&＃xff0c;其中包含IP和Port&＃xff0c;留作连接之用&＃xff1b;

ListenTCP&＃xff1a;
用例&＃xff1a;netListen, err :&＃61; net.Listen("tcp", "127.0.0.1:9763");
功能&＃xff1a;监听

Accept&＃xff1a;
用例&＃xff1a;conn, err :&＃61; netListen.Accept()
功能&＃xff1a;接收请求

Read&＃xff1a;
用例&＃xff1a;n, err :&＃61; conn.Read(buff)
功能&＃xff1a;读取数据

Write&＃xff1a;
用例&＃xff1a;conn.Write([]byte(buff))
功能&＃xff1a;响应数据

net.DialTCP&＃xff1a;
用例&＃xff1a;conn, err :&＃61; net.DialTCP("tcp", nil, tcpAddr)
功能&＃xff1a;建立连接

代码实现

按照前图的流程&＃xff0c;服务端的部分代码如下所示&＃xff1a;

func main() {netListen, err :&＃61; net.Listen("tcp", "127.0.0.1:9736")if err !&＃61; nil {log.Print("listen err ")}//checkError(err)defer netListen.Close()for {conn, err :&＃61; netListen.Accept()if err !&＃61; nil {continue}go handle(conn)}}

真实完整代码实现请见这里。
在建立客户端之前&＃xff0c;我们通过telnet测试下服务端是否可用&＃xff08;Redis也支持Telnet方式连接、请求&＃xff0c;后面的协议部分会介绍&＃xff09;。
编译godis-server.go
go build godis-server.go 并启动 ./godis-server

执行 telnet localhost 9736

可以看到回复如下&＃xff1a;

接下来&＃xff0c;按照简单流程图的步骤&＃xff0c;客户端的实现如下&＃xff1a;

func main() {IPPort :&＃61; "127.0.0.1:9736"reader :&＃61; bufio.NewReader(os.Stdin)fmt.Println("Hi Godis")tcpAddr, err :&＃61; net.ResolveTCPAddr("tcp4", IPPort)checkError(err)conn, err :&＃61; net.DialTCP("tcp", nil, tcpAddr)checkError(err)defer conn.Close()for {fmt.Print(IPPort &＃43; "> ")text, _ :&＃61; reader.ReadString(&＃39;\n&＃39;)//清除掉回车换行符text &＃61; strings.Replace(text, "\n", "", -1)send2Server(text, conn)buff :&＃61; make([]byte, 1024)n, err :&＃61; conn.Read(buff)checkError(err)if n &＃61;&＃61; 0 {fmt.Println(IPPort&＃43;"> ", "nil")} else {fmt.Println(IPPort&＃43;">", string(buff))}}
}

编译cli.go 并启动./cli
与服务端交互&＃xff0c;如下图所示&＃xff1a;

到这里只是实现了基本的客户端/服务端通信。接下来为它添加少许交互选项&＃xff0c;也就是在执行Redis命令行时的选项&＃xff0c;让它看起来更像是Redis。

服务端添加平滑退出。

未来增加持久化后&＃xff0c;会在平滑退出时持久化数据到磁盘&＃xff0c;防止丢失。
平滑退出这里使用的方式是让客户端监听信号&＃xff0c;有“退出”信号触达&＃xff0c;做完收尾工作再退出。
简化代码如下&＃xff1a;

func sigHandler(c chan os.Signal) {for s :&＃61; range c {switch s {case syscall.SIGHUP, syscall.SIGINT, syscall.SIGTERM, syscall.SIGQUIT:exitHandler()default:fmt.Println("signal ", s)}}
}func exitHandler() {fmt.Println("exiting smoothly ...")fmt.Println("bye ")os.Exit(0)
}

编译之后&＃xff0c;执行Ctrl&＃43;c退出&＃xff0c;可以看到&＃xff1a;

本篇遇到过的问题&＃xff1a;

1.服务端读取客户端信息时&＃xff0c;发生err时没有return&＃xff0c;导致服务端会一直读取数据失败。
解决方案&＃xff1a;return或者其他可以退出goroutine的方案。
本篇就是这样了。简陋是简陋了点&＃xff0c;又不是不能用&＃xff0c;李姐万岁。完整代码请看本篇对应的release&＃xff0c;&＃xff08;只有release才是当前本篇文章对应的完整代码&＃xff0c;当前repo状态不是&＃xff09;。

下集预告

1.[实现get/set命令。][8]