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Redis实现消息队列的4种方案

2022-06-12 01:38:00 【柔情柴少】

redis实现消息队列的集中方案：
1、基于List的LPUSH和BRPOP实现
2、PUB/SUB，订阅/发布模式
3、基于Sorted-Set的实现
4、基于Stream类型的实现

1、基于list列表的lpush和brpop实现消息队列

生产者，模拟30个商品id，存入list列表

<?php
$redis = new Redis();
$redis->connect('127.0.0.1',6379);
$redis->select(0);
$goodsId = 30;
$key = "sec_kill:active:active_1";
// 循环添加商品
for ($i=1;$i<=$goodsId;$i++){
    $redis->rPush($key,$i);
}

消费者，把商品id从list列表取出来，模拟用户id，一一对应30对，存入hash，剩下2970用户秒杀失败，存一个数量，并且把失败用户的编号存入列表list

<?php
// 假装是用户的唯一标识
$uuid = md5(uniqid('user').time());
// 创建链接redis对象
$redis = new Redis();
$redis->connect('127.0.0.1',6379);
$redis->select(0);
$goodsKey = "sec_kill:active:active_1";
$orderKey = "sec_kill:active:order_1";
$failUserNum = "sec_kill:active:fail_user_num";
$failUser = "sec_kill:active:fail_user";
if ($goodsId = $redis->lPop($goodsKey)){
    // 秒杀成功
    // 把幸运用户存在集合中
    $redis->hSet($orderKey,$goodsId,$uuid);
    echo "下单成功".PHP_EOL;
}else{
    // 秒杀失败  将失败用户计数
    $redis->incr($failUserNum);
    $redis->rPush($failUser,$uuid);
    echo "下单失败".PHP_EOL;
}

按理说，应该有监听者watcher，监听watcher的list,是否还有商品没有消费，如果过期没消费，则应该存入生产列表，再次循环消费（博客观看者，这一段可以不用看，作者写给自己的，因为和上下文不对应，可能把你看迷糊）

2、redis发布/订阅（PUB/SUB)实现消息队列

（1）首先，介绍2组概念

channel：频道，管道，信道，它就是一个通道，所有订阅了该频道的客户端，都可以收到该频道发出的消息

pattern：模式，或者说，多个频道的集合，（有点类似正则的感觉），订阅了该模式，所有能匹配到的频道所发出的消息，该客户端都能收到

（2）channel和pattern底层实现原理

当一个客户端执行subscribe命令，订阅某个或某些频道的时候，这个客户端于被订阅频道之间就建立起了一种订阅关系。

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，底层C语言实现原理：


struct redisServer {
 
    // ...
 
    // 保存所有频道的订阅关系
    dict *pubsub_channels;
 
    // ...
 
};

根据频道是否已有其他订阅者，关联操作分为两种情况执行：
1、如果频道已有其他订阅者，那么它在pubsub_channels字典中必然有相应的订阅者链表，程序唯一要做的就是将客户端添加到订阅者链表的末尾
2、如果频道还没有任何订阅者，那么它必然不存在与pubsub_channels字典，程序首先要在pubsub_channels字典中为频道创建一个键，并将这个键的值设置为空链表，然后再将客户端添加到链表，成为链表的第一个元素

subscribe命令的实现可以用以下伪代码来描述：

def subscribe(*all_input_channels):
 
    # 遍历输入的所有频道
    for channel in all_input_channels:
 
        # 如果 channel 不存在于 pubsub_channels 字典（没有任何订阅者）
        # 那么在字典中添加 channel 键，并设置它的值为空链表
        if channel not in server.pubsub_channels:
            server.pubsub_channels[channel] = []
 
        # 将订阅者添加到频道所对应的链表的末尾
        server.pubsub_channels[channel].append(client)

声明：这一部分借鉴了《RabbitMQ兔老大》，本文秉着友好交流学习的目的做一下个人总结，不做任何商用，原文连接：https://blog.csdn.net/hebtu666/article/details/114827837

unsubscribe命令和subscribe命令行为正好相反，当一个客户端退订某个或者某些频道时，服务器将从pubsub_channels中解除客户端于被退订频道之间的关联：

1、程序会根据被退订频道的名字，在 pubsub_channels 字典中找到频道对应的订阅者链表，然后从订阅者链表中删除退订客户端的信息
2、如果删除退订客户端之后，频道的订阅者链表变成了空链表，那么说明这个频道已经没有任何订阅者了，程序将从 pubsub_channels 字典中删除频道对应的键

unsubscribe命令的实现可以用以下伪代码来描述：


def unsubscribe(*all_input_channels):
 
    # 遍历要退订的所有频道
    for channel in all_input_channels:
 
        # 在订阅者链表中删除退订的客户端
        server.pubsub_channels[channel].remove(client)
 
        # 如果频道已经没有任何订阅者了（订阅者链表为空）
        # 那么将频道从字典中删除
        if len(server.pubsub_channels[channel]) == 0:
            server.pubsub_channels.remove(channel)

模式部分：

服务器将所有模式的订阅者关系存在了pubsub_Patterns属性里


struct redisServer {
 
    // 保存所有频道的订阅关系
    list *pubsub_patterns;
 
};

pubsub_Patterns属性是一个链表，每个结点是被订阅的模式，节点内记录了模式，节点内的client属性记录了订阅模式的客户端


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

每当客户端执行PSUBSCRIBE这个命令来订阅某个或某些模式时，服务器会对每个被订阅的模式执行下面的操作：

1）新建一个pubsubPattern结构，设置好两个属性

2）将新节点加到pubsub_patterns尾部

伪代码实现：


def osubscribe(*all_input_patterns):
    #遍历所有输入的模式
    #记录被订阅的模式和对应的客户端
    pubsubPattern=create()
    pubsubPattern.client=client
    pubsubPattern.pattern=pattern
 
    #插入链表末尾
    server.pub_patterns.append(pubsubPattern)

模式退订命令PUNSUBSCRIBE是PSUBSCRIBE的反操作

服务器将找到并删除那些被退订的模式


def osubscribe(*all_input_patterns):
    #遍历所有退订的模式
    for pattern in all_input_patterns:
        #遍历每一个节点
        for pubsubPattern in server.pubsub_patterns:
            #如果客户端和模式都相同
            if client==pubsubPattern.client:
                if pattern==pubsubPattern.pattern:
                    #删除
                    server.pub_patterns.remove(pubsubPattern)

发送消息：

当一个客户端执行PUBLISH<channel> <message>命令将消息发送给频道时，服务器需要：

1）把消息发送给所有本频道的订阅者

具体做法就是去pubsub_channels字典找到本频道的链表，也就是订阅名单，然后发消息

2）将消息发给，包含本频道的所有模式中的所有订阅者

具体做法就是去pubsub_patterns查找包含本频道的模式，并且把消息发送给订阅它们的客户端。

查看订阅信息：

redis2.8新增三个命令，用来查看频道和模式的相关信息。

PUBLISH CHANNELS[pattern]用于返回服务器当前被订阅的频道，pattern可写可不写，不写就查看所有，否则查看与pattern匹配的对应频道

这个子命令是通过遍历pubsub_channels字典实现的。

PUBLISH NUMSUB[CHANNEL-1 CHANNEL-2.....]返回这些频道的订阅者数量

这个子命令是通过遍历pubsub_channels字典，查看对应链表长度实现的。