簡介

前面講到了memcached的文字協定，雖然文字協定看起來非常簡單,但是對於使用者端來說一般還是會選擇效率更高的二進位制協定。

二進位制協定的本質和文字協定是一樣的，只是他們的表現方式不同而已。本文將會詳細介紹memcached中二進位制協定的實現細節。

memcached的協定包

對於memcached的請求包和響應包來說，除了請求頭有所區別之外，其他的格式都是一樣的。

所以對memcached的請求和響應都可以用同一個包的格式來表示:

前面的24個byte是包頭部分，接下來的是命令列的額外資料extra,memcached中的key和value。

上面也提到了，請求包和響應包的區別就是header,下面是請求包頭和響應包頭的定義：

請求包頭：

響應包頭：

包頭中各個欄位的含義如下：

• Magic: 魔法數位，用來區分包頭是請求包頭還是響應包頭

如果是請求,那麼對應的Magic= 0x80，如果是響應,那麼對應的Magic= 0x81。

在最初的設計中，Magic應該和協定的版本相對應的，當版本升級之後，對應的Magic也要進行相應的調整。但是到目前為止，binary協定的magic值還沒有變化過。

• Opcode: 操作符，也就是對應的命令

memcached協定中有下面這些操作符：

其中帶星號的表示該命令未定，未來可能會有修改。

以Q結尾的命令，表示這個命令是一個quiet的版本，它會忽略不感興趣的返回資料。

• Key length: key的長度

• Status: 請求響應response的狀態

response的值有下面幾種：

• Extras length: command extras的長度

• Data type:保留欄位

data type是一個保留欄位，目前只有一個固定的值：0x00。

• vbucket id: 命令對應的virtual bucket

• Total body length:extra + key + value的總長度

• Opaque: 請求生成的一個資料，會被原封不動在對應的響應中返回

• CAS:資料的一個唯一標記

memcached命令舉例

為了更好的理解memcached的二進位制協定，我們以幾個常用的命令為例，來看一下memcached具體的請求和響應流程。

最常用的就是get請求，用於向伺服器端請某個key對應的值。

假如現在使用者端要向伺服器端get一個key=hello的資料，那麼請求的包如下所示：

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

如果伺服器端存在對應的key的值，那麼將會返回如下的封包：

我們要注意下面幾個跟request值不同的欄位：

其中Magic=0x81表示這個是一個response, 因為這是一個response,所以對應的Key length=0x0000。

另外response中包含了get請求中並不存在的Extra length和Extras Flags,這裡他們的值分別是0x04和0xdeadbeef，表示Extra length是4個bytes，它的值是0xdeadbeef。

那麼這個Extras Flags值是哪裡來的呢？如果對比之前講到的text協定，就可以知道，Extras Flags是在set key value的時候傳入的，這個Flags會存放到伺服器端，並在get請求中返回。

最後，response中包含了要返回的值"World"。

如果伺服器端並沒有這個key的值，那麼對應的返回包可能是這樣的：

其中Status=0x0001，表示是一個異常返回。

對應的value是："Not found"。

之前還提到了一個以Q結尾的命令列版本，比如getQ，它和get的區別是getQ會把請求的key也放在response包中返回：

因為最後的值中包含了key，所以這裡的Key length是有值的，他就是key的長度=0x0005。

最後的返回資料部分包含了兩部分，分別是Key="Hello",value="World"。

總結

以上我們介紹了memcached二進位制協定的基本格式，並舉例說明了get請求的具體使用和包的內容。有了這些知識，我們就可以開發一個支援memcached二淨值協定的使用者端了。

更多內容請參考 http://www.flydean.com/24-memcached-binary-protocol/

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