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:

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：

响应包头：

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：

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：

• 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：

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：

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：

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：

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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