用Go實現Redis之三get/set命令實現

寫在前面

本篇Godis版本號碼：v0.0.2

前一篇文章實現了用戶端/服務端的互動。這一篇，主要介紹get/set命令的實現。
命令本身比較簡單，支撐命令的整個系統基礎比較麻煩。本文會介紹get/set操作涉及的組件和模組，並適當簡化，最後實現功能。

Redis用C語言寫成，C語言自身不支援複雜資料結構，所以Redis中的string、list、set等結構，均是Redis自身實現；而Go版本的Godis，會盡量使用原生資料結構。

原理簡介

set命令和get命令是Redis中使用頻率最高的命令，以set為例，命令“set key value”，將索引值對儲存到Redis服務端，可以簡化為“操作一個遠程關聯陣列”。
當然，相比關聯陣列，Redis多了如下特性：

1. 多DB，支援資料庫切換；
2. 高可用之資料持久化；
3. 高可用之主從複製；
4. 安全、事務、發布訂閱等。

本文重點實現資料在記憶體中的儲存及查詢，互動協議和持久化會在後續短文實現。

執行流程

流程拆解

從服務端初始化、用戶端輸入“set alpha 123”命令，到接收到返回結果，經曆如下步驟：

1. 執行個體化server及相關資源，準備串連；
2. 用戶端與服務端建立串連，服務端初始化一個client結構體，用來儲存當前串連;
3. 將用戶端請求的“set alpha 123”字串，分拆為“set”、“alpha”、“123”三部分；
4. 尋找是否支援set命令，並確定參數合法，調set用命令的實現函數SetCommand，更新db資料；
5. 執行結果響應給用戶端；

執行流程大致如下：

接下來分開說明主要步驟。

1.資料互動

前篇實現的用戶端/服務端互動使用的協議是textproto，沒有使用Redis自身的統一協議。這一篇，用戶端對服務端執行的get、set命令，均以原生文本方式發送給服務端執行。在讀者閱讀實現代碼時，也可以看到最新release版本，與v0.0.1有一處diff是在godis-cli.go檔案：

//清除掉斷行符號分行符號//text = strings.Replace(text, "\n", "", -1)

該行被暫時注釋掉，也就是在v0.0.2版本，使用“n”作為文本協議分隔字元，確定命令的結尾。

如用戶端發送"set alpha 123"，服務端接收到的就是如下位元組資料：

分別對應ASCII碼為：

2.服務端準備

第一篇（https://segmentfault.com/a/11...）提到過服務端需要一個server結構體儲存相關資訊，在服務端準備好處理請求前，對該結構進行執行個體化並進行一系列初始化操作：初始化基本配置、分配多db資源、載入磁碟持久化資料、訊號監聽處理等。
初始化server的代碼主要是一些賦值操作和相應結構體初始化：

// 初始化服務端執行個體func initServer() {    godis.Pid = os.Getpid()    godis.DbNum = 16    initDb()    godis.Start = time.Now().UnixNano() / 1000000    //var getf server.CmdFun    getCommand := &core.GodisCommand{Name: "get", Proc: core.GetCommand}    setCommand := &core.GodisCommand{Name: "set", Proc: core.SetCommand}    godis.Commands = map[string]*core.GodisCommand{        "get": getCommand,        "set": setCommand,    }}// 初始化dbfunc initDb() {    godis.Db = make([]*core.GodisDb, godis.DbNum)    for i := 0; i < godis.DbNum; i++ {        godis.Db[i] = new(core.GodisDb)        godis.Db[i].Dict = make(map[string]*core.GodisObject, 100)    }}

這裡簡單解釋下core.GodisCommand結構。該結構很簡單，記錄了命令的名字、函數指標和參數校正相關的資訊。在執行命令前，校正命令是否存在的過程，需要尋找支援的”命令表“。該命令表就是commands，commands由一組core.GodisCommand構成。commands中查不到的命令，則為不支援的命令；而命令參數需要滿足哪些條件，由core.GodisCommand結構的其他欄位記錄。

3.服務端接收

當服務端準備就緒，開始接受請求。
請求到來，server會執行個體化一個client結構體，儲存當前串連。該client結構體也在前篇有介紹，主要用來儲存當前串連的db等資訊。

// CreateClient 串連建立 建立client記錄當前串連func (s *Server) CreateClient(conn net.Conn) (c *Client) {    c = new(Client)    c.Db = s.Db[0]    c.Argv = make([]*GodisObject, 5)    c.QueryBuf = ""    return c}

4.執行命令

將請求的命令分解，校正無誤後，調用響應函數執行。注意，只在當前client結構指向的db中執行插入、查詢、更新等操作。如果需要操作其他db，執行"select"命令便將當前client指向的db指標指向select後的位置。
執行完成後，將結果寫入到client結構的Buf欄位。

下面的handle函數包括了client的建立、資料接收、執行和返回。

// 處理請求func handle(conn net.Conn) {    c := godis.CreateClient(conn)    for {        err := c.ReadQueryFromClient(conn)        if err != nil {            log.Println("readQueryFromClient err", err)            return        }        c.ProcessInputBuffer()        godis.ProcessCommand(c)        responseConn(conn, c)    }}// ProcessCommand 執行命令func (s *Server) ProcessCommand(c *Client) {    v := c.Argv[0].Ptr    name, ok := v.(string)    if !ok {        log.Println("error cmd")        os.Exit(1)    }    cmd := lookupCommand(name, s)    if cmd != nil {        c.Cmd = cmd        call(c, s)    } else {        addReply(c, CreateObject(ObjectTypeString, fmt.Sprintf("(error) ERR unknown command '%s'", name)))    }}

ProcessCommand函數先從命令表中尋找命令，如果存在，調用該命令的實現，並將結果寫入client.Buf欄位。

5.響應請求

將client.Buf內容，返回給請求方，完成。
最後將執行結果返回給請求方。

// 響應返回給用戶端func responseConn(conn net.Conn, c *core.Client) {    conn.Write([]byte(c.Buf))}

測試

分別編譯服務端和命令列用戶端：
go build godis-server.go
go build godis-server.go

啟動 ./godis-server

1.非法命令：



2.set/get命令：

服務端啟動：

cli請求：

本篇問題

1. 文本協議的格式分隔字元沒有處理好，在服務端又是使用的conn.Read(buff)，讀入的資料與buff額外的緩衝區混在一起。而print字串又屏蔽了有效字串後全零的問題（print調試最好輸出未經處理資料）。

下集預告

1. 實現redis統一協議