搞懂Redis (六) - 发布与订阅

Redis发布与订阅是一种消息通信的模式:发布者(pub)发送消息,订阅者(sub)接收消息。
Redis通过publish和subscribe等命令实现了订阅与发布模式,这个功能提供两种消息机制,分别是订阅/发布到频道、订阅/发布到模式的客户端

1 频道(channel)

订阅

订阅

发布

发布

完整流程
发布者发布消息
发布者向频道channel:1发布消息 hi

127.0.0.1:6379> publish channel:1 hi
(integer) 1

订阅者订阅消息

127.0.0.1:6379> subscribe channel:1
Reading messages... (press Ctrl-C to quit)
1) "subscribe" // 消息类型
2) "channel:1" // 频道
3) "hi" // 消息内容

执行subscribe后客户端会进入订阅状态,仅可以使subscribe、unsubscribe、psubscribe和punsubscribe这四个属于“发布\订阅”之外的命令
订阅频道后的客户端可能会收到三种消息类型

  • subscribe 表示订阅成功的反馈信息。第二个值是订阅成功的频道名称,第三个是当前客户端订阅的频道数量
  • message 表示接受到的消息,第二个值表示产生消息的频道名称,第三个值是消息的内容
  • unsubscribe 表示成功取消订阅某个频道,第二个值是对应的频道名称,第三个值是当前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,之后就可以执行其他非“发布\订阅”模式的命令了。

数据结构
基于频道的发布订阅模式是通过字典数据类型实现的

struct redisServer {
    // ...
    dict *pubsub_channels;
    // ...
};

其中,字典的键为正在被订阅的频道,而字典的值则是一个链表,链表中保存了所有订阅这个频道的客户端


频道模式数据结构模型

订阅
当使用subscribe订阅时,在字典中找到频道key(如没有则创建),并将订阅的client关联在链表后面。
当client 10执行subscribe channel1,channel2,channel3时,会将client10分别加到channel1,channel2,channel3关联的链表尾部

订阅

发布
发布时,根据key,找到字典汇总key的地址,然后将msg发送到关联的链表每一台机器
退订
遍历关联的链表,将指定的地址删除即可

2 模式(pattern)

pattern使用了通配符的方式来订阅
通配符中?表示1个占位符,*表示任意个占位符(包括0),?* 表示1个以上占位符
所以当使用publish命令发送信息到某个频道时,不仅所有订阅该频道的客户端会收到信息,如果有某个\某些模式和这个频道匹配的话,那么所有订阅这个\这些频道的客户端也同样会收到信息


模式

订阅发布完整流程
发布者发布消息

127.0.0.1:6379> publish b m1
(integer) 1
127.0.0.1:6379> publish b1 m1
(integer) 1
127.0.0.1:6379> publish b11 m1
(integer) 1

订阅者订阅消息

127.0.0.1:6379> psubscribe b*
Reading messages... (press Ctrl-C to quit)
1) "psubscribe"
2) "b*"
3) (integer) 3
1) "pmessage"
2) "b*"
3) "b"
4) "m1"
1) "pmessage"
2) "b*"
3) "b1"
4) "m1"
1) "pmessage"
2) "b*"
3) "b11"
4) "m1"

数据结构
pattern属性是一个链表,链表中保存着所有和模式相关的信息

struct redisServer {
    // ...
    list *pubsub_patterns;
    // ...
};
// 链表中的每一个节点结构如下,保存着客户端与模式信息
typedef struct pubsubPattern {
    redisClient *client;
    robj *pattern;
} pubsubPattern;

数据结构如下:

redisServer数据结构

订阅
当有新的订阅时,会将订阅的客户端和模式信息添加到链表后面
pattern新增订阅链表

发布
当发布者发布消息时,首先会发送到对应的频道上,在遍历模式列表,根据key匹配模式,匹配成功将消息发给对应的订阅者

完成的发布伪代码如下:

def PUBLISH(channel, message):
    # 遍历所有订阅频道 channel 的客户端
    for client in server.pubsub_channels[channel]:
        # 将信息发送给它们
        send_message(client, message)
    # 取出所有模式,以及订阅模式的客户端
    for pattern, client in server.pubsub_patterns:
        # 如果 channel 和模式匹配
        if match(channel, pattern):
            # 那么也将信息发给订阅这个模式的客户端
            send_message(client, message)

退订
使用punsubscribe,可以将订阅者退订,将改客户端移除出链表。

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