用Nodejs 实现一个简单的 Redis客户端

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  • nodejs所支持的官方库的话，应该会惊讶于它所提供了非常完善的网络库，不仅是应用层，传输层，等等基础的协议，我们可以按照事件驱动的逻辑编写清晰易懂的网络应用，网络服务。这也是本文为什么选择Nodejs编写的原因。

    1. 背景映入

    大家在使用一些数据库软件的时候常常会使用远程连接

    mysql -h xxx.xxx.xxx.xx -u xzzz -p

    这里也指明了ip地址，但是很明显这里可不是http协议在服务，而是更加底层的协议 - 传输层协议，具体来说是TCP协议（Transmission Control Protocol）。通信的示意图如下：

    所以很自然的想到，数据库的客户端一定经过如下流程，从而与远程相连接：

    graph TB 身份验证 --> 运输层连接建立 运输层连接建立 --> 客户端服务端输入输出绑定_通道 客户端服务端输入输出绑定_通道 --> 连接中断 连接中断 --> 双方退出释放资源

    所以我们可以尝试向服务端发送这样的请求消息，建立与服务端的连接，发送一些数据，接受一些数据，最后断开连接。

    2. 数据库选择

    这里为了简单起见，我们考虑不需要身份验证的redis数据库来作为此次实验的服务端。
    如果大家是mac，或者linux倒是可以直接安装，如果是windows的话，推荐使用docker进行安装，这里给出一行docker命令。

    docker run  --name redis-server -p 6379:6379 -d redis:latest

    3. Nodejs TCP连接

    在nodejs中支持TCP连接的是net模块, 其中使用createConnection(config)或者直接new Socket(config)来初始化一个TCP连接。
    上面两个函数不论哪一个都会返回socket实例，如果连接正常的话，就可以通过这个socket发送消息了。


    当服务端redis接收到消息之后也会返回相应的消息，在本机客户端通过对数据的校验，检查后，触发相应的操作（是拒绝还是接受服务端的响应）。

    3. 代码编写

    知道了原理之后，我这里直接把代码贴出来

    • RedisSocket: 继承自Socket
    class RedisSocket extends Socket {
    constructor(config: RedisClientConfig) {
        super();
        this.connect(config.port, config.host);
    }
	// Set
    public set(key: string, value: string | number): Promise {
        return new Promise((resolve, reject) => {
            this.write(`SET ${key} ${value}\n`);
            const fetchAns = (chunk: Buffer) => {
                if (chunk.toString().includes("OK")) {
                    resolve(chunk);
                    this.off("data", fetchAns);
					// 在交付完成之后使用off 把函数取消绑定
                } else {
                    reject("error! can't set data");
                }
            }
            this.on("data", fetchAns);
        })
    }
	// Get
    public get(key: string): Promise {
        return new Promise((resolve, reject) => {
            try {
                this.write(`GET ${key}\n`);
                const fetchAns = (chunk: Buffer) => {
                    resolve(chunk);
                    this.off("data", fetchAns);
					// 在交付完成之后使用off 把函数取消绑定
                }
                this.on("data", fetchAns);
            } catch(err) {
                reject(err);
            }
        })
    }
	// 断开TCP
    public close() {
        this.end();
    }
}

    这个类将用来处理建立好后的连接的

    • RedisClient
    class RedisClient {

    private config: RedisClientConfig;

    constructor(config: RedisClientConfig) {
        this.config = config; // 配置项
    }

	// 获取redis实例
    getConnection(): Promise {
        return new Promise((resolve, reject) => {
            const socket = new RedisSocket(this.config);

            socket.on("connect", () => {
                resolve(socket);
            });

            socket.on("error", (err) => {
                reject(err);
            });
        });
    }
}

    这个类用来建立与服务端的连接，使用getConnection()方法，将会交付一个redisSocket,使用这个Socket可以直接向server发送和接受数据。

    4. 实验

    import { RedisClient, RedisSocket } from "./src/Client";


const Redis = new RedisClient({
    host: "localhost",
    port: 6379
});


Redis.getConnection().then((socket: RedisSocket) => {
    socket.set("Mushroom", "Cookie");
    socket.set("Mici", "Icmi").then( () => {
        socket.get("Mushroom").then((data: Buffer) => {
            console.log(data.toString());
            socket.close();
        })
    });
})

    这里使用RedisClient建立与本地redis的连接，随后通过getConnection()获取到连接实例，并通过这个连接实例设置了两个数据，以及获取了一数据并打印了出来。

    > pnpm dev
> $6 // 这里的$6你也许会感到奇怪，不过我们很快就会知道这是什么
> Cookie

    5. wireshark 抓包分析


    这一次请求就是一整个完整的TCP流程，
    在这其中TCP保证数据的可靠传输，而RESP（REdis Serialization Protocol）把数据封装成一个fragment段，发送到下面的TCP
    服务端相应的时候也是如此，会把数据封装起来发送到TCP中转发出去。

    看看发送方的RESP

    看看响应的RESP


    所以知道了吗？没错，6其实就是长度那一部分强行转化为字符串的结果，所以在现在很多流行的redis客户端中如ioredis都对RESP报文做了非常完备的解析，这使得开发者能够非常丝滑的与redis服务端交互。（感谢这些开发者做的一切！）

    6. 杂与代码

    Github 仓库

    希望大家都对世界保持好奇!

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