Redis设计与实现10-发布与订阅.md

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Redis设计与实现10-发布与订阅	数据库	计算机网络 数据库 Redis 读书笔记	true	2020-01-07 04:46:10 -0800

Redis的发布与订阅功能由PUBLISH、SUBSCRIBE、PSUB-SCRIBE等命令组成。本章主要介绍这些命令的实现原理。

通过执行SUBSCRIBE命令，客户端可以订阅一个或多个频道，从而成为这些频道的订阅者（subscriber）：每当有其他客户端向被订阅的频道发送消息（message）时，频道的所有订阅者都会收到这条消息。

假如ABC三个客户端都执行了：

SUBSCRIBE "news.it"

那么这三个客户端都成了"news.it"频道的订阅者，

向"news.it"频道发送消息"hello"，那么"news.it"的三个订阅者都将收到这条消息。

除了订阅频道之外，客户端还可以通过执行PSUBSCRIBE命令订阅一个或多个模式，从而成为这些模式的订阅者：每当有其他客户端向某个频道发送消息时，消息不仅会被发送给这个频道的所有订阅者，它还会被发送给所有与这个频道相匹配的模式的订阅者。

1. 订阅与退订

1.1 频道的订阅与退订

Redis将所有频道的订阅关系都保存在服务器状态的pubsub_channels字典里面，这个字典的键是某个被订阅的频道，而键的值则是一个链表，链表里面记录了所有订阅这个频道的客户端。

看下图，不同客户端订阅了不同频道：

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订阅的原理是：服务器将客户端与被订阅频道在pubsub_channels字典中进行关联。

假如客户端10086执行命令：

SUBSCRIBE "news.sport" "news.movie"

服务器完成两件事：

• 将10086添加到sport链表后面
• 新增一个键"news.movie"

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退订就是在链表中删除客户端信息，如果退订后某个键没有任何客户端，则程序将从pubsub_channels字典中删除频道对应的键。

1.2 模式的订阅与退订

类似地，服务器也将所有模式的订阅关系都保存在服务器状态的pubsub_patterns属性。

与频道不同的是，这是一个链表，链表中的每个节点都包含着一个pubsubPattern结构，这个结构的pattern属性记录了被订阅的模式，而client属性则记录了订阅模式的客户端：

typedef struct pubsub_Pattern 
{ 
    // 订阅模式的客户端 
    redisClient *client;
    // 被订阅的模式 
    robj *pattern;
} pubsubPattern;

下面举一个例子：

• 客户端7正在订阅模式"music.*"
• 客户端8正在订阅模式"book.*"
• 客户端9正在订阅模式"news.*"

---

订阅模式时，服务器会对每个被订阅的模式执行以下两个操作：

1. 新建一个pubsubPattern结构，将结构的pattern属性设置为被订阅的模式，client属性设置为订阅模式的客户端。
2. 将pubsubPattern结构添加到pubsub_patterns链表的表尾。

退订时，在pubsub_patterns链表中查找并删除。

2. 发布消息

发布消息有两个动作：

1. 将消息发送给所有channel的订阅者。
2. 如果有一个或多个模式与频道channel匹配，则同时将消息发送给模式的订阅者。

对于频道订阅者，首先服务器要在pubsub_channels中找到相对应的channel(一个链表)，然后顺着这个链表，将消息发送给所有客户端。

对于模式订阅者，服务器会在pubsub_patterns链表中找到与channel频道相匹配的模式，然后将消息发送给订阅了这些模式的所有客户端。

3. 查看订阅消息

PUBSUB命令是Redis 2.8新增加的命令之一，客户端可以通过这个命令来查看频道或者模式的相关信息，比如某个频道目前有多少订阅者，又或者某个模式目前有多少订阅者。本节介绍这个命令的实现方法。

3.1 PUBSUB CHANNELS

PUBSUB CHANNELS[pattern]子命令用于返回服务器当前被订阅的频道，其中pattern参数是可选的：

• 不给定，则返回所有被订阅的所有频道。
• 给定，与pattern模式相匹配的频道。

比如：

redis> PUBSUB CHANNELS
1) "news.it"
2) "news.sport"
3) "news.business"
4) "news.movie"
    
redis> PUBSUB CHANNELS "news.[is]*"
1) "news.it"
2) "news.sport"

3.2 PUBSUB NUMSUB

PUBSUB NUMSUB[channel-1 channel-2...channel-n]子命令接受任意多个频道作为输入参数，并返回这些频道的订阅者数量。

这个子命令是通过在pubsub_channels字典中找到频道对应的订阅者链表，然后返回订阅者链表的长度。

3.3 PUBSUB NUMPAT

PUBSUB NUMPAT子命令用于返回服务器当前被订阅模式的数量。

通过返回pubsub_patterns链表的长度来实现的。注意一下频道数量的查找逻辑是：频道字典->频道订阅者链表->数量；而模式数量的查找逻辑是：模式链表->数量。