C++ 连接 Redis：redis-plus-plus 安装与使用入门指南

前言

在现代应用开发中，Redis 以其卓越的性能和丰富的数据结构，已成为缓存、消息队列和数据存储等场景的首选。对于 C++ 开发者而言，如何高效、稳定地与 Redis 服务器进行交互是一个常见的需求。本文旨在提供一个详尽的入门指南，帮助 C++ 开发者快速上手 redis-plus-plus------一个功能强大且易于使用的 C++ Redis 客户端库。

本文将首先简要介绍 Redis 客户端的基本概念及其核心通信协议 RESP，为您奠定理论基础。随后，我们将通过详细的步骤，手把手地指导您如何在 Linux 环境（以 Ubuntu 为例）下安装 redis-plus-plus 及其依赖 hiredis。最后，通过一个经典的 "Hello World" 示例，演示如何编写、编译并运行您的第一个 C++ Redis 程序，带您真正迈出在 C++ 中驾驭 Redis 的第一步。

Redis 客户端：基本介绍与 RESP 协议解析

Redis 作为一款高性能的内存数据库，其强大的功能需要通过客户端与服务器进行交互来实现。了解 Redis 客户端及其通信协议对于高效使用 Redis 至关重要。本文将对 Redis 客户端进行基本介绍，并深入解析其核心通信协议------RESP。

Redis 客户端基本介绍

Redis 客户端是与 Redis 服务器进行通信的程序或库。它负责将用户的命令发送到 Redis 服务器，并接收和解析服务器返回的响应。客户端可以分为三大类：

命令行客户端 (CLI): 这是最基础的 Redis 客户端，例如 redis-cli。它允许开发者直接在终端中输入 Redis 命令并查看结果，非常适合用于调试和管理任务。
图形用户界面 (GUI) 客户端: 为了更直观地管理 Redis 中的数据，社区开发了许多 GUI 客户端。这些工具通常提供树状的键值展示、数据增删改查的可视化操作界面，以及服务器状态监控等功能。常见的 GUI 客户端包括 Redis Desktop Manager (RDM)、Another Redis Desktop Manager 和 Tiny RDM 等。
编程语言客户端库: 在应用程序中与 Redis 交互时，开发者会使用特定编程语言的 Redis 客户端库。这些库封装了与 Redis 服务器的通信细节，提供了简洁的 API 供开发者调用。几乎所有主流的编程语言，如 Java (Jedis, Lettuce)、Python (redis-py)、Node.js (node-redis) 等，都有成熟的 Redis 客户端库。

认识 RESP (REdis Serialization Protocol)

Redis 客户端与服务器之间的通信遵循一个名为 RESP (REdis Serialization Protocol) 的协议。该协议在 Redis 1.2 中引入，并从 Redis 2.0 开始成为与 Redis 服务器通信的标准方式。RESP 的设计目标是实现简单、解析快速且具有人类可读性。

RESP 协议的特点：

实现简单: 协议规则清晰明了，易于在不同的客户端库中实现。
解析快速: 协议的格式设计使得解析器可以高效地处理数据，对性能影响小。
人类可读: RESP 传输的数据格式直观，便于开发者在调试过程中直接阅读和理解。
二进制安全: 采用前缀长度来传输数据块，确保了二进制数据的安全传输。

RESP 数据类型:

RESP 协议支持多种数据类型，通过第一个字节的不同来区分：

简单字符串 (Simple Strings): 以 + 开头，以 \r\n (CRLF) 结尾。例如 +OK\r\n。
错误 (Errors): 以 - 开头，以 \r\n 结尾。例如 -ERR unknown command 'foobar'\r\n。
整数 (Integers): 以 : 开头，以 \r\n 结尾。例如 :1000\r\n。
批量字符串 (Bulk Strings): 用于表示长度最大为 512MB 的单个二进制安全字符串。它以 $ 开头，后跟字符串的字节数，然后是 CRLF，接着是实际的字符串数据，最后再以 CRLF 结尾。例如，表示字符串 "hello"：$5\r\nhello\r\n。
数组 (Arrays): 客户端向服务器发送命令以及服务器返回元素集合时使用。它以 * 开头，后跟数组中元素的个数，然后是 CRLF，接着是数组中的各个元素（可以是任意 RESP 类型）。例如，发送命令 SET mykey "hello" 会被编码为：
复制代码
```
*3\r\n$3\r\nSET\r\n$5\r\nmykey\r\n$5\r\nhello\r\n
```

请求-响应模型:

Redis 的通信基于请求-响应模型。客户端将命令以 RESP 数组的形式发送给服务器。服务器处理命令后，将结果以相应的 RESP 数据类型返回给客户端。这种交互模式是 Redis 通信的核心。

安装 redis-plus-plus

C++ 操作 Redis 的库有很多，此处我们选择 redis-plus-plus。

Github 地址： https://github.com/sewenew/redis-plus-plus

redis-plus-plus 依赖于 C 语言的 Redis 客户端库 hiredis，因此我们需要先安装它。

第一步：安装 hiredis

在 Ubuntu 上:

bash 复制代码

sudo apt update
sudo apt install libhiredis-dev

在 CentOS 上:
bash 复制代码
```
sudo yum install hiredis-devel.x86_64
```

第二步：编译安装 redis-plus-plus

克隆 redis-plus-plus 仓库：
bash 复制代码
```
git clone https://github.com/sewenew/redis-plus-plus.git
```
提示： 如果 git clone 出现下图所示的证书相关错误：

可以尝试通过以下命令更新系统的 CA 证书（以 Ubuntu 为例）：
bash 复制代码
```
sudo apt-get update
sudo apt-get install --reinstall ca-certificates
```
之后再次尝试 git clone。
进入源码目录并使用 CMake 构建和编译：
redis-plus-plus 使用 CMake 作为构建工具。为了保持源码目录的整洁，我们推荐在 build 目录下进行编译。
bash 复制代码
```
cd redis-plus-plus
```
CMake 通过读取源码根目录下的 CMakeLists.txt 文件来生成 Makefile。

按照官方教程，依次执行以下命令：
bash 复制代码
```
mkdir build
cd build
cmake ..
make
```
注意： 如果系统中没有安装 CMake，请先执行 sudo apt install cmake (Ubuntu) 或 sudo yum install cmake (CentOS)进行安装。

cmake .. 命令会根据上级目录的 CMakeLists.txt 生成 Makefile。

make 命令执行编译，编译成功后效果如下：

编译生成的文件都存放在 build 目录下，如下图红框所示：
安装到系统目录：

编译完成后，为了方便在项目中链接，我们将其安装到系统目录中（通常是 /usr/local）。
bash 复制代码
```
sudo make install
```

至此，redis-plus-plus 库已成功安装到您的系统中。

编写 "Hello World"

接下来，我们编写一个简单的 C++ 程序来测试与 Redis 服务器的连接。

第一步：定位头文件和库文件

在编写代码和编译之前，我们需要知道 redis-plus-plus 的头文件和库文件的位置。

查找头文件：
bash 复制代码
```
ls /usr/local/include/sw/redis++
```
我们需要在代码中包含的就是 redis++.h 这个头文件。
查找库文件：
bash 复制代码
```
ls /usr/local/lib/
```
编译时需要链接 libredis++.a 或 libredis++.so。

第二步：编写代码 (`hello.cc`)

cpp 复制代码

#include <iostream>
// 引入 redis-plus-plus 头文件
#include <sw/redis++/redis++.h>

int main() {
    try {
        // 创建 Redis 对象，构造函数中指定 Redis 服务器的地址和端口
        // "tcp://127.0.0.1:6379" 表示连接本地（127.0.0.1）的 6379 端口
        sw::redis::Redis redis("tcp://127.0.0.1:6379");

        // 调用 ping 方法，测试与服务器的连接
        // 如果连接成功，服务器会返回 "PONG"
        std::string result = redis.ping();

        std::cout << "Ping result: " << result << std::endl;

    } catch (const sw::redis::Error &e) {
        // 处理可能的连接异常
        std::cerr << "Redis error: " << e.what() << std::endl;
    }

    return 0;
}

说明： 6379 是 Redis 的默认端口。我们可以通过 netstat 命令确认 Redis 服务器正在监听此端口。

bash 复制代码

netstat -anp | grep 6379

第三步：编译程序

编译时，我们需要告诉编译器头文件的位置，并链接 redis++、hiredis 的库文件以及线程库。

方法一：直接使用 g++ 命令

bash 复制代码

g++ hello.cc -o hello -I/usr/local/include -L/usr/local/lib -lredis++ -lhiredis -pthread

方法二：使用 Makefile (推荐)

为了简化编译流程，我们可以创建一个 Makefile 文件。首先需要找到 hiredis 的静态库路径。

bash 复制代码

find /usr/ -name libhiredis.a

在 Ubuntu 上，路径通常是 /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libhiredis.a。

创建 Makefile 文件：

makefile 复制代码

hello:hello.cc
	g++ -std=c++17 -o $@ $^ /usr/local/lib/libredis++.a /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libhiredis.a -pthread

.PHONY:clean
clean:
	rm hello

将上述内容保存为 Makefile 后，只需在终端执行 make 命令即可完成编译。

第四步：运行程序

bash 复制代码

./hello

如果一切正常，您将看到如下输出，这表明 C++ 程序已成功连接到 Redis 服务器！

总结

通过本文的引导，您不仅了解了 Redis 客户端与服务器通信的底层协议 RESP，更重要的是，您已经掌握了在 C++ 项目中集成 Redis 的关键技能。我们从环境准备开始，详细讲解了 hiredis 和 redis-plus-plus 的安装过程，并最终通过一个简单的 ping 程序验证了环境的正确性和库的可用性。

现在，您已经拥有了一个可以工作的 C++ Redis 开发环境。以此为起点，您可以继续探索 redis-plus-plus 提供的丰富 API，将 Redis 的各种命令（如 SET, GET, HSET, LPUSH 等）无缝地集成到您的应用程序中，从而充分利用 Redis 带来的高性能和强大功能。

C++ 连接 Redis：redis-plus-plus 安装与使用入门指南

前言

Redis 客户端：基本介绍与 RESP 协议解析

Redis 客户端基本介绍

认识 RESP (REdis Serialization Protocol)

安装 redis-plus-plus

第一步：安装 hiredis

第二步：编译安装 redis-plus-plus

编写 "Hello World"

第一步：定位头文件和库文件

第二步：编写代码 (hello.cc)

第三步：编译程序

第四步：运行程序

总结

第二步：编写代码 (`hello.cc`)