moonredis

一个用 MoonBit 实现的轻量级、Redis 协议兼容的内存数据库服务器。

moonredis 从零实现了 RESP（REdis Serialization Protocol）编解码、五种核心数据结构、键过期、事务（MULTI/EXEC）、发布订阅和 AOF 追加持久化，并通过一个自研的跨平台 TCP 桥接层在 Windows / Linux / macOS 上以原生二进制运行。

特性

RESP2 / RESP3 子集：+、-、:、$、*、_、#、,、> 均可解析和编码，兼容 redis-cli 与常见客户端
五种数据结构：String、List、Hash、Set、Sorted Set（ZSet）
键过期：EXPIRE / PEXPIRE / TTL / PTTL / PERSIST，时钟可注入，便于确定性测试
事务：MULTI / EXEC / DISCARD，命令排队后原子执行
发布订阅：SUBSCRIBE / UNSUBSCRIBE / PUBLISH，单线程事件循环内投递
AOF 持久化：以 RESP 格式追加写入，启动时自动重放，支持中文/Unicode 路径（Windows 下使用宽字符 API）
自带 CLI：moonredis-cli 可执行单条命令
兼容性文档：docs/COMPATIBILITY.md 列出协议/命令覆盖与设计取舍
跨平台：核心逻辑为纯 MoonBit；网络层是仓库内自带的 C shim（Windows 用 Winsock 动态加载，POSIX 用系统 socket），不依赖第三方网络库
AI 友好：命令实现与协议解析分离、文档完整、示例可直接运行，方便 AI 工具辅助扩展新命令

快速开始

1. 构建

要求：MoonBit 工具链（moon）与 C 编译器（Linux/macOS 自带 gcc/clang；Windows 推荐 w64devkit 并把其 bin 加入 PATH）。

moon update
moon build --target native

2. 启动服务器

moon run cmd/server --target native -- --port 6399

启用 AOF 持久化：

moon run cmd/server --target native -- --port 6399 --aof ./moonredis.aof --appendonly yes

3. 使用 CLI

moon run cmd/cli --target native -- --port 6399 PING
moon run cmd/cli --target native -- --port 6399 SET name moonbit
moon run cmd/cli --target native -- --port 6399 GET name
moon run cmd/cli --target native -- --port 6399 RPUSH list a b c
moon run cmd/cli --target native -- --port 6399 LRANGE list 0 -1

4. Python 示例

python examples/quickstart.py

也可以用任意 Redis 客户端连接 127.0.0.1:6399，例如：

redis-cli -p 6399 SET hello world
redis-cli -p 6399 GET hello

已支持命令

连接与服务器：PING ECHO HELLO COMMAND QUIT SELECT AUTH INFO CONFIG GET/SET CLIENT ID/SETNAME/GETNAME/LIST SAVE SHUTDOWN

键：DEL EXISTS KEYS TYPE EXPIRE PEXPIRE TTL PTTL PERSIST DBSIZE FLUSHDB FLUSHALL

String：SET SETNX SETRANGE GET GETRANGE GETDEL MGET MSET MSETNX APPEND STRLEN INCR DECR INCRBY DECRBY

List：LPUSH RPUSH LPOP RPOP LLEN LRANGE LINDEX LSET LTRIM

Hash：HSET HMSET HSETNX HGET HGETALL HDEL HEXISTS HLEN HSTRLEN HKEYS HVALS

Set：SADD SREM SMEMBERS SISMEMBER SCARD SPOP

Sorted Set：ZADD ZRANGE [WITHSCORES] ZSCORE ZRANK ZREVRANK ZREM ZCARD ZINCRBY

事务：MULTI EXEC DISCARD

发布订阅：SUBSCRIBE UNSUBSCRIBE PUBLISH

架构

resp/        RESP 值类型、解析器、编码器（纯 MoonBit）
store/       内存数据存储：五种数据结构 + TTL（纯 MoonBit，时钟可注入）
commands/    命令分发与实现、Pub/Sub Hub、事务队列（纯 MoonBit）
native/      C 桥接：TCP、单调时钟、AOF 文件读写（Winsock/POSIX）
server/      单线程事件循环、连接管理、AOF 追加与重放
cmd/server/  服务器可执行程序
cmd/cli/     RESP 命令行客户端

核心协议与数据结构不依赖任何 FFI，可在 WASM 等目标上编译测试；只有 native/ 和 server/ 需要原生环境。

测试

moon test --target native
python scripts/smoke_test.py   # 端到端冒烟测试（自动启动服务器并断言）

覆盖 RESP 编解码、五种数据结构、过期、命令分发、事务、Pub/Sub、AOF 文件往返（含 Unicode 路径）。

键空间命令额外支持 RENAME、RENAMENX 和 TOUCH，重命名时保留 TTL。

设计说明与限制

单线程事件循环，当前面向本地开发、教学与嵌入式演示场景；多线程与完整 Redis 命令集不在本次范围内。
键名按 UTF-8 字符串处理（值保持二进制安全）。
RESP3 的 Map/Set 以扁平数组形式返回（文档化简化）。
不包含持久化 RDB、集群、主从复制；AOF 为追加模式。

License

Apache-2.0

来源与合规

项目为原创 MoonBit 实现，未复制 Redis 或第三方 Redis 兼容服务器源码。协议兼容性范围、设计取舍和原生 C shim 来源说明见 docs/COMPATIBILITY.md 与 docs/SOURCES.md。

参赛与维护

OSC 2026 申请人与仓库维护者关系见 docs/PARTICIPATION.md。