网络协议之:memcached binary protocol详解

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简介

前面讲到了memcached的文本协议,虽然文本协议看起来非常简单,但是对于客户端来说一般还是会选择效率更高的二进制协议。

二进制协议的本质和文本协议是一样的,只是他们的表现方式不同而已。本文将会详细介绍memcached中二进制协议的实现细节。

memcached的协议包

对于memcached的请求包和响应包来说,除了请求头有所区别之外,其他的格式都是一样的。

所以对memcached的请求和响应都可以用同一个包的格式来表示:

《网络协议之:memcached binary protocol详解》

前面的24个byte是包头部分,接下来的是命令行的额外数据extra,memcached中的key和value。

上面也提到了,请求包和响应包的区别就是header,下面是请求包头和响应包头的定义:

请求包头:

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响应包头:

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包头中各个字段的含义如下:

  • Magic: 魔法数字,用来区分包头是请求包头还是响应包头

如果是请求,那么对应的Magic= 0x80,如果是响应,那么对应的Magic= 0x81。

在最初的设计中,Magic应该和协议的版本相对应的,当版本升级之后,对应的Magic也要进行相应的调整。但是到目前为止,binary协议的magic值还没有变化过。

  • Opcode: 操作符,也就是对应的命令

memcached协议中有下面这些操作符:

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其中带星号的表示该命令未定,未来可能会有修改。

以Q结尾的命令,表示这个命令是一个quiet的版本,它会忽略不感兴趣的返回数据。

  • Key length: key的长度

  • Status: 请求响应response的状态

response的值有下面几种:

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  • Extras length: command extras的长度

  • Data type:保留字段

data type是一个保留字段,目前只有一个固定的值:0x00。

  • vbucket id: 命令对应的virtual bucket

  • Total body length:extra + key + value的总长度

  • Opaque: 请求生成的一个数据,会被原封不动在对应的响应中返回

  • CAS:数据的一个唯一标记

memcached命令举例

为了更好的理解memcached的二进制协议,我们以几个常用的命令为例,来看一下memcached具体的请求和响应流程。

最常用的就是get请求,用于向服务器端请某个key对应的值。

假如现在客户端要向服务器端get一个key=hello的数据,那么请求的包如下所示:

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其中Magic=0x80, Opcode=0x00,Key length=0x0005,Total body=0x00000005,Key=”Hello”

如果服务器端存在对应的key的值,那么将会返回如下的数据包:

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我们要注意下面几个跟request值不同的字段:

其中Magic=0x81表示这个是一个response, 因为这是一个response,所以对应的Key length=0x0000。

另外response中包含了get请求中并不存在的Extra length和Extras Flags,这里他们的值分别是0x04和0xdeadbeef,表示Extra length是4个bytes,它的值是0xdeadbeef。

那么这个Extras Flags值是哪里来的呢?如果对比之前讲到的text协议,就可以知道,Extras Flags是在set key value的时候传入的,这个Flags会存放到服务器端,并在get请求中返回。

最后,response中包含了要返回的值”World”。

如果服务器端并没有这个key的值,那么对应的返回包可能是这样的:

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其中Status=0x0001,表示是一个异常返回。

对应的value是:”Not found”。

之前还提到了一个以Q结尾的命令行版本,比如getQ,它和get的区别是getQ会把请求的key也放在response包中返回:

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因为最后的值中包含了key,所以这里的Key length是有值的,他就是key的长度=0x0005。

最后的返回数据部分包含了两部分,分别是Key=”Hello”,value=”World”。

总结

以上我们介绍了memcached二进制协议的基本格式,并举例说明了get请求的具体使用和包的内容。有了这些知识,我们就可以开发一个支持memcached二净值协议的客户端了。

更多内容请参考 http://www.flydean.com/24-memcached-binary-protocol/

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    原文作者:flydean
    原文地址: https://www.cnblogs.com/flydean/p/16372326.html
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