“65 哥,如果你交了个丑陋小姐姐做女朋友,你会通过什么形式将这个音讯广而告之给你的微信好友?“
“那不得拍点女朋友的美照 + 密切照弄一个九宫格图文音讯在朋友圈公布大肆宣传,暴击独身狗。”
像这种 65 哥通过朋友圈公布音讯,关注 65 哥的好友能收到告诉的场景叫做「公布/订阅机制」。
明天不聊小姐姐,深刻理解下 「Redis 公布/订阅机制」。的原理与实战使用。
Redis 通过 SUBSCRIBE
,UNSUBSCRIBE
和PUBLISH
实现公布订阅消息传递模式,Redis 提供了两种模式实现,别离是「公布/订阅到频道」和「公布\订阅到模式」。
Redis 公布订阅简介
Redis 公布订阅(Pus/Sub)是一种音讯通信模式:发送者通过 PUBLISH
公布音讯,订阅者通过 SUBSCRIBE
订阅接管音讯或通过UNSUBSCRIBE
勾销订阅。
次要蕴含三个局部组成:「发布者」、「订阅者」、「Channel」。
发布者和订阅者属于客户端,Channel 是 Redis 服务端,发布者将音讯公布到频道,订阅这个频道的订阅者则收到音讯。
如下图所示,三个「订阅者」订阅「ChannelA」频道:
这时候,小组长往「ChannelA」公布音讯,这个音讯的订阅者就会收到音讯「关注码哥字节,晋升技术」:
Pub/Sub 实战
废话不多说,晓得基本概念当前,学习一个技术第一步先把它跑起来,接着才是摸索原理,从而达到「知其然,知其所以然」的境界 。
一共有两种模式实现「公布\订阅」:
- 应用频道(Channel)的公布订阅;
- 应用模式(Pattern)的公布订阅。
须要留神的是,公布订阅机制与 db 空间无关,比方在 db 10 公布, db0 的订阅者也会收到音讯。
通过频道(Channel)实现
三步走:
- 订阅者订阅频道;
- 发布者向「频道」公布音讯;
- 所有订阅「频道」的订阅者收到音讯。
订阅者订阅频道
应用 SUBSCRIBE channel [channel ...]
订阅一个或者多个频道,O(n) 工夫复杂度,n = 订阅的 Channel 数量。
SUBSCRIBE developReading messages... (press Ctrl-C to quit)1) "subscribe" // 音讯类型2) "develop" // 频道3) (integer) 1 // 音讯内容
执行该指令后,客户端进入订阅状态,订阅者只能应用subscribe
、unsubscribe
、psubscribe
和punsubscribe
这四个属于"公布/订阅" 的指令。
客户端「肖菜鸡」订阅了 「develop」频道承受组长的音讯,音讯响应体别离示意:
- 音讯类型:subscribe、message、unsubscribe
- 频道
- 音讯内容:随着音讯类型不同代表不同含意。
进入订阅后的客户端能够收到 3 种类型的音讯回复:
- subscribe:订阅胜利的反馈音讯,第二个值是订阅胜利的频道名称,第三个是以后客户端订阅的频道数量。
- message:客户端接管到音讯,第二个值示意产生音讯的频道名称,第三个值是音讯的内容。
- unsubscribe:示意胜利勾销订阅某个频道。第二个值是对应的频道名称,第三个值是以后客户端订阅的频道数量,当此值为 0 时客户端会退出订阅状态,之后就能够执行其余非"公布/订阅"模式的命令了。
发布者公布音讯
小组长应用 PUBLISH channel message
向指定 「develop」频道公布音讯。
PUBLISH develop 'do job'(integer) 1
须要留神的是,公布的音讯并不会长久化,音讯公布之后还有新「开发」靓仔订阅的话,只能接管后续公布到该频道的音讯。
好一个「不问过往,只争当下」。
订阅者承受音讯
关注了「develop」频道的订阅者将会收到「do job」音讯。
// 订阅 develop 频道SUBSCRIBE developReading messages... (press Ctrl-C to quit)1) "subscribe" // 订阅频道胜利2) "develop" // 频道3) (integer) 1// 当发布者公布音讯,订阅者读取到的音讯如下1) "message" // 承受到音讯2) "develop" // 频道名称3) "do job" // 音讯内容
退订频道
订阅的反向操作,「65 哥」天天在朋友圈秀恩爱,受不了了,勾销订阅他的朋友圈。
应用 UNSUBSCRIBE 命令能够退订指定的「模式」不会影响通过 `subscribe 命令订阅的频道。
同样 unsubscribe
命令也不会影响通过psubscribe
命令订阅的规定。
通过模式(Pattern)实现
接下来看另一种形式实现公布订阅,如下图示意当「匹配模式」与这个频道匹配的话,当音讯向频道公布音讯,该音讯还会公布到与这个频道匹配的「模式」上,订阅这个模式的客户端也会收到音讯。
smile.girl.*
模式示意「你微笑时好美」pattern,与这个模式匹配的两个频道是 smile.girls.Tina
、smile.girls.maggi
,别离示意喜爱「微笑的 Tina」 和喜爱「微笑的 maggi」的粉丝。
如下图:
当初 Tina 公布动静将音讯发送到 smile.girls.Tina
频道的时候,除了订阅了 smile.girls.Tina
这个频道的粉丝收到音讯以外,这 个音讯还会发送给订阅 smile.girl.*
模式的粉丝(因为频道与模式匹配)。
这些粉丝比拟贪婪,所有「微笑时好美的 girls」都关注了,LSP~~,码哥可不是这样的人。
应用匹配模式,用 PUBLISH
将音讯公布到订阅 smile.girls.Tina
客户端之外,还会将该「频道」与「pub/sub pattern」中的模式进行比照,如果 Channel 与某个模式匹配的话,也将这个音讯公布到订阅这个模式的客户端。
订阅模式
订阅模式的指令是PSUBSCRIBE
,如下示意 LSP 订阅「smile.girl.*」模式:
PSUBSCRIBE smile.girls.*Reading messages... (press Ctrl-C to quit)1) "psubscribe" // 音讯类型2) "smile.girls.*"// 模式3) (integer) 1 //订阅数
对应的反向勾销模式订阅的指令是PUNSUBSCRIBE smile.girl.*
。
订阅 「smile.girls.Tina」频道:
SUBSCRIBE smile.girls.TinaReading messages... (press Ctrl-C to quit)1) "subscribe"2) "smile.girls.Tina"3) (integer) 1
订阅「smile.girls.maggi」频道:
SUBSCRIBE smile.girls.maggiReading messages... (press Ctrl-C to quit)1) "subscribe"2) "smile.girls.maggi"3) (integer) 1
Tina 公布音讯,关注「smile.girls.Tina」的粉丝和订阅了与该频道匹配的「smile.girls.*」模式的粉丝收到音讯。
关注 「smile.girls.*」模式的粉丝收到音讯
PSUBSCRIBE smile.girls.*Reading messages... (press Ctrl-C to quit)1) "psubscribe"2) "smile.girls.*"3) (integer) 1//进入订阅状态,接管到音讯1) "pmessage" 音讯类型2) "smile.girls.*"3) "smile.girls.Tina"4) "love u" // 音讯内容
关注「smile.girls.Tina」的粉丝收到音讯
127.0.0.1:6379> SUBSCRIBE smile.girls.TinaReading messages... (press Ctrl-C to quit)// 订阅胜利1) "subscribe"2) "smile.girls.Tina"3) (integer) 1// 接管音讯1) "message"2) "smile.girls.Tina"3) "love u"
须要留神的是,如果一个客户端订阅了与模式匹配的模式和频道,那么客户端会收到屡次音讯。
比方,65 哥 订阅了「smile.girls.Tina」频道和「smile.girls.*」模式,那么当 Tina 公布动静到频道的时候,65 哥会收到两条票音讯,一条音讯类型是message
,一条类型是pmessage
。
Redisson 与 SpringBoot 实战
官网文档:https://github.com/redisson/r...
生产者代码
/** * 公布音讯到 Topic * @param message 音讯 * @return 接管音讯的客户端数量 */public long sendMessage(String message) { RTopic topic = redissonClient.getTopic(CHANNEL); long publish = topic.publish(message); log.info("生产者发送音讯胜利,msg = {}", message); return publish;}
消费者代码
public void onMessage() { // in other thread or JVM RTopic topic = redissonClient.getTopic(CHANNEL); topic.addListener(String.class, (channel, msg) -> { log.info("channel: {} 收到音讯 {}.", channel, msg); });}
须要留神的是,公布音讯与监听音讯要运行在不同的 JVM,如果应用同一个 redissonClient
公布的话,不会监听到本人的音讯。
原理剖析
咱们通过上文晓得了公布订阅的概念,一共两种模式实现公布订阅。并且使用原生指令和 Redisson 进行实战。
接下来,咱们要深刻了解 Redis 如何实现公布订阅机制,做到知其然知其所以然。
频道(Channel)的公布/订阅如何实现的?
65 哥,如果是你会应用什么数据结构来实现基于频道来定位对应客户端?
码哥,我感觉能够字典来实现,字典的 key 对应被订阅的频道,而字典的值能够应用一个链表,链表外面保留着订阅这个频道的所有客户端。
数据结构
聪慧,Redis 应用 redis.h
中有一个 redisServer
构造体保护每个服务器过程示意服务器状态,pubsub_channels
属性是一个字典,用于保留订阅频道的信息。
struct redisServer { ... /* Pubsub */ dict *pubsub_channels; ...}
如下图所示,「码哥」、「靓仔」订阅了「redis-channel」,「宅男」「LSP」订阅了「枝~藤¥由*香-里」:
发送音讯到频道
生产者调用 PUBLISH channel messsage
发送音讯,程序先依据 channel 从 pubsub_channels
定位到字典的 key 所在的桶,接着把音讯发送给这个 key 对应的 value 链表的所有客户端。
退订频道
UNSUBSCRIBE
命令能够退订指定的频道:丢与字典操作来说,依据 key 找到关注链表,遍历链表,删除这个客户端,这样音讯就不会发送给这个客户端了。
模式(Pattern)的公布/订阅如何实现的?
接下来,咱们持续看基于模式实现的公布订阅原理……
当应用 PUBLISH
公布音讯到某个频道的时候,不仅订阅这个频道的所有客户端会收到音讯,与这个模式匹配的客户端也会收到音讯。
源码在 server.h
文件中的redisServer.pubsub_patterns
属性定义。
struct redisServer { ... /* A dict of pubsub_patterns */ dict *pubsub_patterns; ...}
也是 dict 字典类型, key 对应「pattern」模式,value 是一个 链表类型的构造: list *clients
外面蕴含匹配个模式的客户端列表。
当执行 PSUBSCRIBE smile.girls.*
命令的时候,会执行pubsubSubscribePattern
办法。
在这里我分享下如何定位要害源码,公布订阅咱们依据教训搜寻pubsub
便能检索到 pubsub.c
:
码哥应用 CLion 调试的 Redis 源码,跟咱们 Java 开发用的 IDEA 出自于一家,所以快捷键都是一样的,接着应用 Command + F12
弹出办法搜寻,找到 pubsubSubscribePattern
订阅模式的办法。
办法参数别分示意关注该模式的客户端 client c,和客户端想要关注的 pattern,办法次要逻辑如下:
listSearchKey(c->pubsub_patterns,pattern)
:依据 pattern 从 redisServer.pubsub_patterns 字典查找是否曾经存在该模式的 key,存在则调用addReplyPubsubPatSubscribed
告诉客户端曾经订阅过了,否则继续执行以下逻辑。dictFind(server.pubsub_patterns,pattern)
:依据模式pattern
从字典server.pubsub_patterns
找到 dictEntry 哈希桶,为空就调用listCreate()
创立客户端链表list *clients
,并放到字典中,key = pattern,value = list *clients 链表。- 哈希桶不为空,那么把以后客户端
client *c
增加到list *clients
链表尾节点。
所以模式实现的公布订阅也是通过字典来保留模式与客户端的关系,如下图所示:
当应用 PUBLISH
公布音讯的时候,除了公布到订阅channel
的客户端以外,还会将该 channel 与 pubsub_patterns
字典中查找匹配模式 key 对应的 value 中的客户端链表,并执行音讯发送。
退订模式
应用 PUNSUBSCRIBE
命令能够退订指定的模式, 这个命令执行的是订阅模式的反操作:依据模式从 pubsub_patterns
字典中找到客户端链表,遍历链表将以后客户端删除。
总结
Redis 公布订阅性能,次要通过如下命令实现:
subscribe channel [channel ...]
:订阅一个或者多个频道;unsubscribe channel
退订指定频道;publish channel message
向指定频道发送音讯;psubscribe pattern
订阅指定模式;punsubscribe pattern
退订指定模式。
Pub/Sub 与数据库无关,比方在 DB0
上公布, DB1
的订阅者也将接管到。
基于频道实现的公布订阅信息是由服务器过程的 redisServer.pubsub_channels
字典保留,key = 被订阅的频道,value 是订阅频道的所有客户端链表。
当音讯公布到频道的时候,遍历字典获取所有客户端并把音讯发送到频道的客户端。
基于模式实现的公布订阅的信息保留在字典 pubsub_patterns
中,key = pattern,value 是客户端链表。
当音讯公布到频道的时候,除了订阅该频道的客户端收到音讯以外,所有订阅了与频道匹配的模式的客户端也会收到音讯。
应用场景
说了这么多,Redis 公布订阅能在什么场景发挥作用呢?
哨兵间通信
哨兵集群中,每个哨兵节点利用 Pub/Sub 公布订阅实现哨兵之间的互相发现彼此和找到 Slave,详情点击 ->《哨兵集群原理那些事》。
哨兵与 Master 建设通信后,利用 master 提供公布/订阅机制在__sentinel__:hello
公布本人的信息,比方身高体重、是否独身、IP、端口……,同时订阅这个频道来获取其余哨兵的信息,就这样实现哨兵间通信。
音讯队列
之前「码哥」跟大家分享过如何利用 Redis List 与 Stream 实现音讯队列。
咱们也能够利用 Redis 公布订阅实现轻量级简略的 MQ 性能,实现上下游解耦,须要留神点是 Redis 公布订阅的音讯不会被长久化,所以新订阅的客户端将收不到历史音讯。
也不反对 ACK 机制,所以以后业务不能容忍这些毛病,那就应用业余的音讯队列,如果能容忍那就能享受 Redis 快带来的劣势。
最初,能够在评论区叫我一声「靓仔」么?为了写这个文章,码哥看了好多微笑时好美的 girl 才写进去,原创不易。
敌人们点赞、分享、珍藏反对我吧。
参考资料
1.Redis 设计与实现
2.https://redisbook.readthedocs...