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如何用Redis实现消息的发布和订阅？实现原理又是什么？

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大家好，我是卷心菜。本篇主要讲解用Redis实现消息的发布和订阅，如果您看完文章有所收获，可以三连支持博主哦~，嘻嘻。

一、什么是发布和订阅

  • Redis 发布订阅 (pub/sub) 是一种消息通信模式：发送者 (pub) 发送消息，订阅者 (sub) 接收消息。

  • 特点：Redis 客户端可以订阅任意数量的频道。

  • 这就好比粉丝们关注了我，当我写完文章发布的时候，你们打开CSDN也会接收到我写的文章。此时，我就是发送者（pub）；粉丝们就是订阅者（sub）。

结构图如下：发布者发送自己的消息到redis服务器，订阅者从redis服务器中获取发布者发布的消息

如何用Redis实现消息的发布和订阅？实现原理又是什么？

二、Redis的发布和订阅

  • 为了方便后面讲解发布和订阅命令行的使用，我先用两张图简单的介绍redis实现发布和订阅的整体流程。

  • 客户端可以订阅频道如下图：

如何用Redis实现消息的发布和订阅？实现原理又是什么？

  • 当给这个频道发布消息后，消息就会发送给订阅的客户端，如下图：

如何用Redis实现消息的发布和订阅？实现原理又是什么？

三、redis 发布订阅常用命令

  • 下表列出了 redis 发布订阅常用命令： 如何用Redis实现消息的发布和订阅？实现原理又是什么？

四、命令实战

  • 在演示redis消息的发布和订阅之前，我们需要打开两个客户端，一个充当消息发布者，一个充当消息接受者。

1、基本使用

  • 先用一个客户端订阅频道csdn_blog，等待消息：
127.0.0.1:6379> SUBSCRIBE csdn_blog 
Reading messages... (press Ctrl-C to quit)
1) "subscribe"
2) "csdn_blog"
3) (integer) 1
  • 接着一个客户端在csdn_blog频道发送消息hello,cabbage：
127.0.0.1:6379> PUBLISH csdn_blog "hello,cabbage"
(integer) 1
  • 最后接受者接收到消息：
1) "message" 
2) "csdn_blog"    # 接收消息所在的频道
3) "hello,cabbage"   # 接收到的消息

2、订阅符合要求的频道

  • 订阅以csdn开头的频道，*表示任意字符
127.0.0.1:6379> PSUBSCRIBE csdn*
Reading messages... (press Ctrl-C to quit)
1) "psubscribe"
2) "csdn*"
3) (integer) 1
  • 发布者在两个频道发布消息：
127.0.0.1:6379> PUBLISH csdn_blog "hello"
(integer) 1
127.0.0.1:6379> PUBLISH csdn_sing "sing"
(integer) 1
  • 最后订阅者接收到两个频道的消息：
1) "pmessage"
2) "csdn*"
3) "csdn_blog"
4) "hello"
1) "pmessage"
2) "csdn*"
3) "csdn_sing"
4) "sing"

3、查看活跃频道

  • 订阅者订阅两条频道：
127.0.0.1:6379> SUBSCRIBE csdn_one csdn_two
Reading messages... (press Ctrl-C to quit)
1) "subscribe"
2) "csdn_one"
3) (integer) 1
1) "subscribe"
2) "csdn_two"
3) (integer) 2
  • 发布者在三条频道发送消息：
127.0.0.1:6379> PUBLISH csdn_one "one"
(integer) 1
127.0.0.1:6379> PUBLISH csdn_two "two"
(integer) 1
127.0.0.1:6379> PUBLISH csdn_three "three"
(integer) 0
  • 在发布者客户端显示活跃的频道：
127.0.0.1:6379> PUBSUB channels
1) "csdn_one"
2) "csdn_two"

五、发布订阅原理

  • 每个Redis服务器进程都维持着一个表示服务器状态的redis.h/redisServer 结构， 结构的pubsub_channels属性是一个字典， 这个字典就用于保存订阅频道的信息，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。

1、订阅频道原理

  • 假设订阅频道前有如下图所示的频道和订阅该频道的客户端：从图中可以清楚的知道，channelA频道有三个人订阅；channelB频道没有人订阅；channelC频道有两个人订阅。

如何用Redis实现消息的发布和订阅？实现原理又是什么？

  • 当客户端clientF调用SUBSCRIBE命令时，程序就将客户端和要订阅的频道在 pubsub_channels字典中关联起来。执行以下指令，对应的结果图为：
127.0.0.1:6379> SUBSCRIBE channelB channelC channelA

如何用Redis实现消息的发布和订阅？实现原理又是什么？

  • 结论：通过pubsub_channels字典， 程序只要检查某个频道是否为字典的键，就可以知道该频道是否正在被客户端订阅； 只要取出某个键的值， 就可以得到所有订阅该频道的客户端的信息。

2、发布信息原理

  • 原理说明：当调用PUBLISH channel message命令， 程序首先根据channel定位到字典的键， 然后将信息发送给字典值链表中的所有客户端。

  • 对于上图来说，如果客户端channelA执行命令PUBLISH channelA "hello,cabbage"，那么clientA，clientB，clientC，clientF这四个客户端都将接收到"hello,cabbage"信息，通过遍历订阅频道的所有客户端。

3、退订信息原理

  • 原理：使用UNSUBSCRIBE命令可以退订指定的频道，这个命令执行的是订阅的反操作： 它从pubsub_channels字典的给定频道（键）中， 删除关于当前客户端的信息， 这样被退订频道的信息就不会再发送给这个客户端。

参考文章：t.zoukankan.com/rxbook-p-12…

感谢阅读，一起进步，嘻嘻~