揭秘Redis底层协议RESP：高效通信的秘密（redis-plus-plus API接口的使用）

最新推荐文章于 2025-12-12 16:37:00 发布

原创最新推荐文章于 2025-12-12 16:37:00 发布 · 1.1k 阅读

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背景前提：

我们能不能编写一个qq的自定义客户端/某游戏的客户端/xxx自定义客户端

不能，因为他们没有公开自己使用的自定义协议，虽然没公开，但是网络上有些大神（开源项目），实现了自定制的qq客户端，（可以通过一些抓包/逆向手段，拆测qq的应用层协议是啥样）

这个过程全靠猜，取决于水平+运气

开发客户端和开发服务器的人都清楚的知道协议的细节

如果我们想要开发一个redis客户端，也需要知道redis的应用层协议，这里redis官网上就有

RESP协议

resp讲这个主要是希望大家能够了解redis底层的通信原理，即使不了解，也没关系，不影响后续代码的编写

优点：

1.简单好实现

2.快速进行解析

3.肉眼可读

传输层这里基于tcp，但是和tcp又没有强耦合

请求和响应之间的通信模型是一问一答的形式，客户端给服务器一个请求，服务器返回一个响应

通过字符串一开始的标识符确定是什么数据类型，RESP 是 Redis 客户端和服务器之间通信所使用的协议，这样的设计让数据类型的识别简单高效，方便客户端和服务器对数据进行解析和处理。

因此，redis客户端要做的工作

1.按照上述格式，构造出字符串，往socket中写入

2.从socket中读取字符串，按照上述格式解析

一会写代码，不是真的需要按照上诉的协议，解析/构造字符串

已经有很多大佬，实现了这套协议的解析/构造

只要使用这些大佬提供的库，就可以比较简单方便的来完成和redis服务器通信的操作了

使用redis-plus-plus库

c++操作redis的库有很多，这里使用redis-plus-plus（github上有）

虽然库多，但是大同小异

对于库的安装，不同的环境可能有差异，自行去查找资料进行安装

redis的通用命令的使用

set命令

第一个参数是key

第二个参数是val，类型就是使用了c++17中的string_view，是一种轻量级的、非拥有型的字符串视图，常用于提高字符串操作的效率和安全性。

第三个参数是ttl，就是一个过期时间，默认是一个0，不过期，如果是keepttl就是表示是否保留原来的过期时间，主要是当key存在的时候采用

第四个参数是type，默认值为UpdateType::ALWAYS，表示默认情况按照always这种更新策略操作，always就是你传入的值来更新键

这两个重载函数通过不同的参数设计，提供了更灵活的方式来设置 Redis 键值对以及对过期时间进行处理。

OptionalString补充讲解

也就是OptionalString是一个std::optional<string>类的具体化

#include <sw/redis++/redis++.h>
#include <iostream>

int main() {
    sw::redis::Redis redis("tcp://127.0.0.1:6379");

    // 调用 GET 命令，返回值类型为 OptionalString
    sw::redis::OptionalString val = redis.get("mykey");

    if (val.has_value()) {  // 检查是否有值（即键存在）
        std::cout << "Value: " << val.value() << std::endl;  // 获取字符串值
    } else {
        std::cout << "Key does not exist" << std::endl;  // 无值（键不存在）
    }

    return 0;
}

这个类是用来返回值的，里面有个方法，

has_value()：返回 bool，表示是否包含有效字符串（true 表示有值，false 表示 nil）。

value()：返回包含的 std::string（若 has_value() 为 false，调用此方法会抛出 std::bad_optional_access 异常）。

value_or(default_val)：若有值则返回该值，否则返回指定的默认字符串（安全获取值的方式，避免异常）。

OptionalString 是 redis-plus-plus 中处理 “可能为 nil 的字符串结果” 的关键类型，通过它可以清晰地区分 Redis 命令返回的 “有效字符串” 和 “nil”（键不存在），避免了使用 nullptr 或特殊字符串（如空字符串）来表示 “不存在” 时的歧义，是一种更类型安全的设计。避免用 nullptr 或空字符串等模糊的方式表示 “值不存在”，从而消除歧义。

get命令

所以这个get返回的是OptionalString类型，所以我们使用get的时候，要判断返回类型，使用has_value，如果是true，在打印 value

这里可以看到我们已经存入了key1-value1

注意如果我们刚刚返回值为false，我们还调用了value就会抛异常，抛异常两种办法

1.要么捕捉try catch（这个会有性能开销，对于追求极致性能不太友好）

2.要么就是判断为true，在调用value

exists命令

第二个是迭代器版本，第三个是多个key的版本（C++11之后的语法，支持传入多个参数，允许用逗号分隔的列表直接初始化容器或作为函数参数，本质上是一个临时的 “元素集合”。）

返回值long long，0表示都不存在，返回几就表示有多少个存在

和其他 Redis 操作一样，exists 命令在执行过程中可能会遇到网络问题、Redis 服务不可用等情况，此时会抛出 sw::redis::Error 异常或者其他 std::exception 派生类的异常。因此，需要使用 try-catch 块来捕获并处理这些异常，以保证程序的稳定性。

flushall执行的顺序（补充）

有时候我们在进行一小部分测试的时候，为了避免数据干扰，会执行flushall

但是执行flushall是应该放在小测试test的前面呢？还是后面？

选择放在前面，因为如果这个测试中间，有个exists命令之类的会抛出异常，就会导致代码异常终止，然后放在后面的话就清理不了数据，就会对别的测试造成数据污染，把清理操作放在测试开始时，测试执行过程中产生的数据会保留到测试结束。这方便开发者人工检查 Redis 中的数据内容，验证测试执行后的数据是否符合预期

简单来说，核心是通过 “前置清理”，既保证每次测试有干净的初始环境（避免历史残留干扰），又能在测试后保留数据供人工验证，同时还能规避 “异常导致清理失败、数据残留” 的问题。

keys命令

两个版本的区别就是第一个需要在内部构造，然后返回出去还有拷贝一遍，第二个直接你输入输出型参数，这样能够减少性能消耗

redis-plus-plus 中 keys 命令的重载函数明确要求第二个参数是输出迭代器（Output Iterator）

如果你传入一个普通的容器是无法保存的，编译器会提示 “没有匹配的函数重载”

一般来说使用第二种，在c++中一般有五种迭代器，输入、输出、前向、双向、随机访问

这里output我们使用的是插入迭代器（插入是一种特殊输出迭代器），插入迭代器就是代表了一个位置+动作

插入迭代器：front_insert_iterator、back_insert_iterator、insert_iterator

这里我们使用back_insert_iterator()，相当于传入一个容器+push_back()

//key的第二个参数是一个“插入迭代器”，需要先准备好一个保存结果的容器
//接下来再创建一个插入迭代器指向容器的位置，
//就可以把keys获取到的结果依次通过刚才的插入迭代器插入到容器的指定位置中
//void keys<Output>(const sw::redis::StringView &pattern, Output output)
    vector<string> result;
    auto it = std::back_insert_iterator(result);
    redis.keys("*",it);
	for(const auto& elem:result{
        std::cout<<elem<<std::endl;
    }

思考：为什么不直接传入一个容器？让keys内部直接操作容器就行，为什么还要传插入迭代器？

为了解耦合，如果你固定了写法vector，那用户就只能传入vector，就不能传入list了

所以为了用户传入什么类型都能接受，使用插入迭代器来解耦合

expire命令

第一个函数使用原始的长整型数值，单位固定为秒；
第二个函数使用 std::chrono::seconds 类型，类型更明确，在代码可读性和类型安全性上更有优势，尤其是在与其他使用 std::chrono 时间类型的代码交互时，更加统一和方便。

type命令

判断一个key的类型

string类型命令

list类型的命令

OptionalStringPair是optional<std::pair<std::string,std::string>>的实例化

也就是我们正常删除的时候会返回删除的list和对应的元素，也就是两个string，所以这里内部使用了两个string来表示

set类型的命令

这里的back_insert_iterator迭代器是绑定了push_back的，只有容器有push_back才能用，但是set又没有，所以这里采用了insert_iterator，这里相当于调用insert而不是push_back

std::set<std::string> my_set;
// insert_iterator 绑定到 my_set，并指定插入位置（这里用 begin() 作为提示）
auto it = std::insert_iterator<std::set<std::string>>(my_set, my_set.begin());
*it = "apple";  // 等价于 my_set.insert("apple");
*it = "banana"; // 等价于 my_set.insert("banana");