Redis篇（Redis原理 - RESP协议）

一、简介

二、Redis通信协议

基于Socket自定义Redis的客户端

三、Redis内存回收

1. 过期key处理

1.1. 惰性删除

1.2. 周期删除

1.3. 知识小结

2. 内存淘汰策略

一、简介

Redis是一个CS架构的软件，通信一般分两步（不包括pipeline和PubSub）：

客户端（client）向服务端（server）发送一条命令

服务端解析并执行命令，返回响应结果给客户端

因此客户端发送命令的格式、服务端响应结果的格式必须有一个规范，这个规范就是通信协议。

而在Redis中采用的是RESP（Redis Serialization Protocol）协议：

Redis 1.2版本引入了RESP协议
Redis 2.0版本中成为与Redis服务端通信的标准，称为RESP2
Redis 6.0版本中，从RESP2升级到了RESP3协议，增加了更多数据类型并且支持6.0的新特性--客户端缓存
但目前，默认使用的依然是RESP2协议，也是我们要学习的协议版本（以下简称RESP）。

在RESP中，通过首字节的字符来区分不同数据类型，常用的数据类型包括5种：

单行字符串：首字节是 ‘+’ ，后面跟上单行字符串，以CRLF（ "\r\n" ）结尾。

例如返回"OK"： "+OK\r\n"

错误（Errors）：首字节是 ‘-’ ，与单行字符串格式一样，只是字符串是异常信息，例如："-Error

message\r\n"

数值：首字节是 ‘:’ ，后面跟上数字格式的字符串，以CRLF结尾。例如：":10\r\n"
多行字符串：首字节是 ‘$’ ，表示二进制安全的字符串，最大支持512MB：

如果大小为0，则代表空字符串："$0\r\n\r\n"

如果大小为-1，则代表不存在："$-1\r\n"

数组：首字节是 ‘*’，后面跟上数组元素个数，再跟上元素，元素数据类型不限:

二、Redis通信协议

基于Socket自定义Redis的客户端

Redis支持TCP通信，因此我们可以使用Socket来模拟客户端，与Redis服务端建立连接：

public class Main {static Socket s;static PrintWriter writer;static BufferedReader reader;public static void main(String[] args) {try {// 1.建立连接String host = "192.168.150.101";int port = 6379;s = new Socket(host, port);// 2.获取输出流、输入流writer = new PrintWriter(new OutputStreamWriter(s.getOutputStream(), StandardCharsets.UTF_8));reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(s.getInputStream(), StandardCharsets.UTF_8));// 3.发出请求// 3.1.获取授权 auth 123321sendRequest("auth", "123321");Object obj = handleResponse();System.out.println("obj = " + obj);// 3.2.set name 虎哥sendRequest("set", "name", "虎哥");// 4.解析响应obj = handleResponse();System.out.println("obj = " + obj);// 3.2.set name 虎哥sendRequest("get", "name");// 4.解析响应obj = handleResponse();System.out.println("obj = " + obj);// 3.2.set name 虎哥sendRequest("mget", "name", "num", "msg");// 4.解析响应obj = handleResponse();System.out.println("obj = " + obj);} catch (IOException e) {e.printStackTrace();} finally {// 5.释放连接try {if (reader != null) reader.close();if (writer != null) writer.close();if (s != null) s.close();} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}}private static Object handleResponse() throws IOException {// 读取首字节int prefix = reader.read();// 判断数据类型标示switch (prefix) {case '+': // 单行字符串，直接读一行return reader.readLine();case '-': // 异常，也读一行throw new RuntimeException(reader.readLine());case ':': // 数字return Long.parseLong(reader.readLine());case '$': // 多行字符串// 先读长度int len = Integer.parseInt(reader.readLine());if (len == -1) {return null;}if (len == 0) {return "";}// 再读数据,读len个字节。我们假设没有特殊字符，所以读一行（简化）return reader.readLine();case '*':return readBulkString();default:throw new RuntimeException("错误的数据格式！");}}private static Object readBulkString() throws IOException {// 获取数组大小int len = Integer.parseInt(reader.readLine());if (len <= 0) {return null;}// 定义集合，接收多个元素List<Object> list = new ArrayList<>(len);// 遍历，依次读取每个元素for (int i = 0; i < len; i++) {list.add(handleResponse());}return list;}// set name 虎哥private static void sendRequest(String ... args) {writer.println("*" + args.length);for (String arg : args) {writer.println("$" + arg.getBytes(StandardCharsets.UTF_8).length);writer.println(arg);}writer.flush();}
}