Redis的客户端与服务端采用叫做 RESP(Redis Serialization Protocol)的网络通信协议交换数据，QKxue.NET客户端和服务器通过 TCP 连接来进行数据交互， 服务器默认的端口号为 6379 。客户端和服务器发送的命令或数据一律以 \r\n （CRLF）结尾。

RESP支持五种数据类型：

状态回复（status reply）：以“+”开头，表示正确的状态信息，”+”后就是具体信息?，比如：

redis 127.0.0.1:6379> set ss sdf
OK
其实它真正回复的数据是：+OK\r\n
错误回复（error reply）：以”-“开头，表示错误的状态信息，”-“后就是具体信息，比如：

redis 127.0.0.1:6379> incr ss
(error) ERR value is not an integer or out of range
整数回复（integer reply）：以”:”开头，表示对某些操作的回复比如DEL, EXISTS, INCR等等

redis 127.0.0.1:6379> incr aa
(integer) 1
批量回复（bulk reply）：以”$”开头，表示下一行的字符串长度，具体字符串在下一行中

多条批量回复（multi bulk reply）：以”*”开头，表示消息体总共有多少行（不包括当前行）”*”是具体行数

redis 127.0.0.1:6379> get ss
"sdf"

客户端->服务器
*2\r\n
$3\r\n
get\r\n
$2\r\n
ss\r\n
服务器->客户端
$3\r\n
sdf\r\n
注：腾云科技TY300.COM以上写的都是XX回复，并不是说协议格式只是适用于服务器->客户端，客户端->服务器端也同样使用以上协议格式，其实双端协议格式的统一更加方便扩展

回到正题，我们这里是通过netty来模拟redis服务器，可以整理一下思路大概分为这么几步：

1.需要一个底层的通信框架，这里选择的是netty4.0.25
2.需要对客户端穿过来的数据进行解码(Decoder)，其实就是分别处理以上5种数据类型
3.解码以后我们封装成更加利于理解的命令(Command)，比如：set<name> foo hello<params>
4.有了命令以后就是处理命令(execute)，其实我们可以去连接正在的redis服务器，不过这里只是简单的模拟
5.处理完之后就是封装回复(Reply)，然后编码(Encoder),需要根据不同的命令分别返回以后5种数据类型
6.测试验证，通过redis-cli去连接netty模拟的redis服务器，看能否返回正确的结果
以上思路参考github上的一个项目：https://github.com/spullara/redis-protocol，测试代码也是在此基础上做了一个简化

第一步：通信框架netty

<dependency>
<groupId>io.netty</groupId>
<artifactId>netty-all</artifactId>
<version>4.0.25.Final</version>
</dependency>
第二步：数据类型解码

public class RedisCommandDecoder extends ReplayingDecoder<Void> {

public static final char CR = ‘\r‘;
public static final char LF = ‘\n‘;

public static final byte DOLLAR_BYTE = ‘$‘;
public static final byte ASTERISK_BYTE = ‘*‘;

private byte[][] bytes;
private int arguments = 0;

@Override
protected void decode(ChannelHandlerContext ctx, ByteBuf in,
List<Object> out) throws Exception {
if (bytes != null) {
int numArgs = bytes.length;
for (int i = arguments; i < numArgs; i++) {
if (in.readByte() == DOLLAR_BYTE) {
int l = RedisReplyDecoder.readInt(in);
if (l > Integer.MAX_VALUE) {
throw new IllegalArgumentException(
"Java only supports arrays up to "
+ Integer.MAX_VALUE + " in size");
}
int size = (int) l;
bytes[i] = new byte[size];
in.readBytes(bytes[i]);
if (in.bytesBefore((byte) CR) != 0) {
throw new RedisException("Argument doesn‘t end in CRLF");
}
// Skip CRLF(\r\n)
in.skipBytes(2);
arguments++;
checkpoint();
} else {
throw new IOException("Unexpected character");
}
}
try {
out.add(new Command(bytes));
} finally {
bytes = null;
arguments = 0;
}
} else if (in.readByte() == ASTERISK_BYTE) {
int l = RedisReplyDecoder.readInt(in);
if (l > Integer.MAX_VALUE) {
throw new IllegalArgumentException(
"Java only supports arrays up to " + Integer.MAX_VALUE
+ " in size");
}
int numArgs = (int) l;
if (numArgs < 0) {
throw new RedisException("Invalid size: " + numArgs);
}
bytes = new byte[numArgs][];
checkpoint();
decode(ctx, in, out);
} else {
in.readerIndex(in.readerIndex() - 1);
byte[][] b = new byte[1][];
b[0] = in.readBytes(in.bytesBefore((byte) CR)).array();
in.skipBytes(2);
out.add(new Command(b, true));
}
}

}
首先通过接受到以“*”开头的多条批量类型初始化二维数组byte[][] bytes，以读取到第一个以\r\n结尾的数据作为数组的长度，然后再处理以“$”开头的批量类型。
以上除了处理我们熟悉的批量和多条批量类型外，还处理了没有任何标识的数据，其实有一个专门的名字叫Inline命令：
有些时候仅仅是telnet连接Redis服务，或者是仅仅向Redis服务发送一个命令进行检测（勤快学QKXue.NET）。虽然Redis协议可以很容易的实现，但是使用Interactive sessions 并不理想，而且redis-cli也不总是可以使用。基于这些原因，Redis支持特殊的命令来实现上面描述的情况。这些命令的设计是很人性化的，被称作Inline 命令。

第三步：封装command对象

由第二步中可以看到不管是commandName还是params都统一放在了字节二维数组里面，最后封装在command对象里面

public class Command {
public static final byte[] EMPTY_BYTES = new byte[0];

private final Object name;
private final Object[] objects;
private final boolean inline;

public Command(Object[] objects) {
this(null, objects, false);
}

public Command(Object[] objects, boolean inline) {
this(null, objects, inline);
}

private Command(Object name, Object[] objects, boolean inline) {
this.name = name;
this.objects = objects;
this.inline = inline;
}

public byte[] getName() {
if (name != null)
return getBytes(name);
return getBytes(objects[0]);
}

public boolean isInline() {
return inline;
}

private byte[] getBytes(Object object) {
byte[] argument;
if (object == null) {
argument = EMPTY_BYTES;
} else if (object instanceof byte[]) {
argument = (byte[]) object;
} else if (object instanceof ByteBuf) {
argument = ((ByteBuf) object).array();
} else if (object instanceof String) {
argument = ((String) object).getBytes(Charsets.UTF_8);
} else {
argument = object.toString().getBytes(Charsets.UTF_8);
}
return argument;
}

public void toArguments(Object[] arguments, Class<?>[] types) {
for (int position = 0; position < types.length; position++) {
if (position >= arguments.length) {
throw new IllegalArgumentException(
"wrong number of arguments for ‘"
+ new String(getName()) + "‘ command");
}
if (objects.length - 1 > position) {
arguments[position] = objects[1 + position];
}
}
}

}
所有的数据都放在了Object数组里面，而且可以通过getName方法知道Object[0]就是commandName

第四步：执行命令

在经历了解码和封装之后，下面需要实现handler类，用来处理消息

public class RedisCommandHandler extends SimpleChannelInboundHandler<Command> {

private Map<String, Wrapper> methods = new HashMap<String, Wrapper>();

interface Wrapper {
Reply<?> execute(Command command) throws RedisException;
}

public RedisCommandHandler(final RedisServer rs) {
Class<? extends RedisServer> aClass = rs.getClass();
for (final Method method : aClass.getMethods()) {
final Class<?>[] types = method.getParameterTypes();
methods.put(method.getName(), new Wrapper() {
@Override
public Reply<?> execute(Command command) throws RedisException {
Object[] objects = new Object[types.length];
try {
command.toArguments(objects, types);
return (Reply<?>) method.invoke(rs, objects);
} catch (Exception e) {
return new ErrorReply("ERR " + e.getMessage());
}
}
});
}
}

@Override
public void channelReadComplete(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {
ctx.flush();
}

@Override
protected void channelRead0(ChannelHandlerContext ctx, Command msg)
throws Exception {
String name = new String(msg.getName());
Wrapper wrapper = methods.get(name);
Reply<?> reply;
if (wrapper == null) {
reply = new ErrorReply("unknown command ‘" + name + "‘");
} else {
reply = wrapper.execute(msg);
}
if (reply == StatusReply.QUIT) {
ctx.close();
} else {
if (msg.isInline()) {
if (reply == null) {
reply = new InlineReply(null);
} else {
reply = new InlineReply(reply.data());
}
}
if (reply == null) {
reply = ErrorReply.NYI_REPLY;
}
ctx.write(reply);
}
}
}
在实例化handler的时候传入了一个RedisServer对象，这个方法是真正用来处理redis命令的，理论上这个对象应该支持redis的所有命令，不过这里只是测试所有只提供了2个方法：

public interface RedisServer {

public BulkReply get(byte[] key0) throws RedisException;

public StatusReply set(byte[] key0, byte[] value1) throws RedisException;

}
在channelRead0方法中我们可以拿到之前封装好的command方法，然后通过命令名称执行操作，这里的RedisServer也很简单，只是用简单的hashmap进行临时的保存数据。

第五步：封装回复

第四步种我们可以看到处理完命令之后，返回了一个Reply对象

public interface Reply<T> {

byte[] CRLF = new byte[] { RedisReplyDecoder.CR, RedisReplyDecoder.LF };

T data();

void write(ByteBuf os) throws IOException;
}
根据上面提到的5种类型再加上一个inline命令，根据不同的数据格式进行拼接，比如StatusReply：

public void write(ByteBuf os) throws IOException {
os.writeByte(‘+‘);
os.writeBytes(statusBytes);
os.writeBytes(CRLF);
}
所以对应Decoder的Encoder就很简单了：

public class RedisReplyEncoder extends MessageToByteEncoder<Reply<?>> {
@Override
public void encode(ChannelHandlerContext ctx, Reply<?> msg, ByteBuf out)
throws Exception {
msg.write(out);
}
}
只需要将封装好的Reply返回给客户端就行了

最后一步：测试

启动类：

public class Main {
private static Integer port = 6379;

public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
final RedisCommandHandler commandHandler = new RedisCommandHandler(
new SimpleRedisServer());

ServerBootstrap b = new ServerBootstrap();
final DefaultEventExecutorGroup group = new DefaultEventExecutorGroup(1);
try {
b.group(new NioEventLoopGroup(), new NioEventLoopGroup())
.channel(NioServerSocketChannel.class)
.option(ChannelOption.SO_BACKLOG, 100).localAddress(port)
.childOption(ChannelOption.TCP_NODELAY, true)
.childHandler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() {
@Override
public void initChannel(SocketChannel ch)
throws Exception {
ChannelPipeline p = ch.pipeline();
p.addLast(new RedisCommandDecoder());
p.addLast(new RedisReplyEncoder());
p.addLast(group, commandHandler);
}
});

ChannelFuture f = b.bind().sync();
f.channel().closeFuture().sync();
} finally {
group.shutdownGracefully();
}
}
}
ChannelPipeline分别添加了RedisCommandDecoder、RedisReplyEncoder和RedisCommandHandler，同时我们启动的端口和Redis服务器端口是一样的也是6379

打开redis-cli程序：

redis 127.0.0.1:6379> get dsf
(nil)
redis 127.0.0.1:6379> set dsf dsfds
OK
redis 127.0.0.1:6379> get dsf
"dsfds"
redis 127.0.0.1:6379>
从结果可以看出和正常使用redis服务器没有差别

总结

这样做的意义其实就是可以把它当做一个redis代理，由这个代理服务器去进行sharding处理，客户端不直接访问redis服务器，对客户端来说，后台redis集群是完全透明的。

Netty模拟redis服务器