Redis基础之消息通知

无论是软件还是网站，业务逻辑往往是复杂的，有些模块往往需要经过复杂的运算查询等耗时较长的操作，为了避免与之关联的模块等待太久，应该使用独立的线程来完成这类操作。不过一些编程语言或者框架不易实现多线程，这时很容易想到通过其他进程来实现。进程间实现了异步，而进程间的通信可以实现消息通知的方式。

通知的过程可以借助任务队列来实现。任务队列顾名思义就是“传递任务的队列”。与任务队列进行交互的实体有两类，一类是生产者（producer），一类是消费者（consumer）。生产者会将需要处理的任务放入任务队列中，而消费者则不断地从任务队列中读入任务信息并执行。使用任务队列有如下好处：

• 松耦合。生产者和消费者无需知道彼此的实现细节，只需要约定好任务的描述格式。这使得生产者和消费者可以由不同的编程语言实现。
• 易于扩展消费者可以有多个，而且可以分布在不同的服务器中。借此可以轻易地降低单台服务器的负载。

1. 使用Redis实现任务队列

说道任务队列自然就能想到Redis的列表类型，使用LPUSH和RPOP命令实现队列的概念。如果要实现任务队列，只需要让生产者将任务用LPUSH命令加入到某个键中，另一边让消费者不断地使用RPOP命令从该键中取出任务即可。其伪代码为：

loop    $task = RPOP queue    if $task        execut($task)    else        wait 2 second

到此便实现了一个简单的Redis任务队列。不过有一点不好的地方：当任务队列为空时，消费者还要每2秒钟调用RPOP来查看是否有新的任务。如果可以实现一旦有新的任务加入到队列就通知消费者就好了。其实，借助BRPOP命令可以实现这样的需求。

BRPOP可RPOP命令相似，唯一的区别是当列表中没有元素时BRPOP命令会一直阻塞住连接，直到有新的元素加入。那么，新的伪代码为：

loop    $task = BRPOP queue 0    execut($task[1]) 

BRPOP接收两个参数，第一个是键名，第二个是超时时间，单位为秒。当超过了此时间仍然没有获得新元素的话，则返回nil。若时间设置为0，则表示无限等待。当获得一个元素后BRPOP命令返回两个值，分别是键名和元素值。

为了测试BRPOP命令，我么打开两个终端，并分别运行redis-cli实例，在实例A中执行：

127.0.0.1:6379> BRPOP queue 0

键入回车后，实例A会处于阻塞状态，这时，在实例B中向queue中加入一个元素：

127.0.0.1:6379> LPUSH queue task(integer) 1

在LPUSH命令执行完后，实例A会立马返回结果：

127.0.0.1:6379> BRPOP queue 01) "queue"2) "task"(42.65s)

同时，检查queue会发现，元素已经被取走了：

127.0.0.1:6379> LLEN queue(integer) 0

除了BRPOP命令之外，Redis还提供了BLPOP，和BRPOP的区别在于从队列中取元素时，BLPOP会从左边取。

2. 优先队列

当任务队列中的任务数量非常多时，消费者可能已是处理不过来，而有的任务需要紧急处理，有的任务又不那么紧急，这时便需要优先处理紧急任务。为了实现这一目的，我们需要实现一个优先级队列。BRPOP命令可以同时接受多个建，其完整的命令格式为：

BLPOP key [key ...] timeout

如：BLPOP queue:1 queue:2 0，表示同时检测多个键，如果所有的键都没有元素则阻塞，如果其中有一个键有元素则会从该键中弹出元素。例如：打开两个redis-cli实例，在实例A中执行：

127.0.0.1:6379> BLPOP queue:1 queue:2 queue:3 0

在实例B中执行：

LPUSH queue:2 task

则在实例A中会返回：

127.0.0.1:6379> BLPOP queue:1 queue:2 queue:3 01) "queue:2"2) "task"

如果多个键都有元素，则按照从左到右的顺序取第一个键中的一个元素。现在queue:2和queue:3中各加入一个元素，然后执行BRPOP命令：

127.0.0.1:6379> LPUSH queue:2 task1(integer) 1127.0.0.1:6379> LPUSH queue:3 task2(integer) 1127.0.0.1:6379> BLPOP queue:1 queue:2 queue:3 01) "queue:2"2) "task1"

借此特征可以实现分区优先级的任务。将不同优先级的放入不同的队列中，查询时，将队列从左到右按照优先级从高到低排列即可。

3. "发布/订阅"模式

除了实现任务队列，Redis还提供了一组命令可以让开发者实现“发布/订阅（publish/subscribe）”模式。

“发布/订阅”模式中包含两种角色，分别是发布者和订阅者。订阅者可以订阅一个或若干这频道（channel），而发布者可以向指定的频道发送消息，所有订阅此频道的订阅者都会收到消息。发布者发布消息的命令式PUSHLISH，用法是：

PUBLISH channel message

如向channel.1说一声"hi":

127.0.0.1:6379> PUBLISH channel.1 hi(integer) 0

这样消息就发出去了。PUBLISH命令的返回值表示接收到这条消息的订阅者数量。因为此时没有客户端订阅channel.1，所以返回0.发送出去的消息不会被持久化，也就是说，当有客户端订阅channel.1后只能收到后续发布到该频道的消息，之前发送的就收不到了。

订阅频道的命令式SUBSCRIBE，可以同时订阅多个频道，用法是:

SUBSCRIBE channel [channel ...]

打开一个新的redis-cli实例，用它来订阅channel.1

Reading messages... (press Ctrl-C to quit)1) "subscribe"2) "channel.1"3) (integer) 1

执行SUBSCRIBE命令后客户端会进入订阅状态，处于此状态下客户端不能使用除SUBSCRIBE / UNSUBSCRIBE/ PSUBSCRIBE/ PUNSUBSCRIBE这4个属于“发布/订阅”模式的命令只带的命令，否则会报错。

进入订阅模状态后，客户端可能受到三种类型的回复。每种类型的回复包含三个值，第一个值是消息类型，根据消息类型的不同，第二、三个值的含义也不同。消息类型可能的取值有：

• 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，第三个值是当前客户端订阅的频道数量。
• message：这个类型的回复是我们最关系的，它表示接收到的消息。第二个值表示产生消息的频道名称，第三个值是消息内容
• unsubscribe：表示成功取消订阅某个频道。第二个值表示对应的频道名称，第三个值是当前客户端订阅的频道数量，当此值为0时，客户端会退出订阅模式，之后就可以执行其他非“发布/订阅”模式的命令了。

当上例中的实例A进入订阅模式后，收到了subscribe类型的回复，这时打开另一个redis-cli实例B，并向channel.1发送一条消息：

127.0.0.1:6379> PUBLISH channel.1 hello(integer) 1

返回值1表示有一个客户端订阅了channel.1，此时实例A收到了类型为message的回复：

1) "message"2) "channel.1"3) "hello"

使用UNSUBSCRIBE命令可以取消订阅指定的频道，用法是：

UNSUBSCRIBE [channel [channel ...] ]

如果不指定频道，则会取消所有订阅的频道。（由于redis-cli的限制，无法在其中测试UNSUBSCRIBE命令）

4. 按照规则订阅

除了使用SUBSCRIBE命令订阅指定名称的频道外，还可以使用PSUBSCRIBE命令订阅指定的规则。规则支持glob风格的通配符格式，新打开一个redis-cli实例C，并执行PSUBSCRIBE命令：

127.0.0.1:6379> PSUBSCRIBE channel.?*Reading messages... (press Ctrl-C to quit)1) "psubscribe"2) "channel.?*"3) (integer) 1

规则channel.?*可以匹配channel.1和channel.10，但不会匹配channel。这时，在实例A中发送消息：

127.0.0.1:6379> PUBLISH channel.1 hello!(integer) 2

结果返回2，因为有两个客户端都订阅了channel.1频道。实例C接收到的回复是：

1) "pmessage"2) "channel.?*"3) "channel.1"4) "hello!"

第一个值表示这条消息通过PSUBSCRIBE命令订阅频道收到的，第二个值表示使用的通配符，第三个值表示实际收到消息频道，第四个值表示收到的消息内容。

提示： 使用PSUBSCRIBE可以重复订阅一个频道，如某客户端执行了PSUBSCRIBE channel.? channel.?*.这时向channel.2发布消息后客户端会收到两个消息，而同时PUBLISH命令返回的也是2而不是1.同样，如果某一客户端执行了SUBSCRIBE channel.10和PSUBSCRIBE channel.?*的话，向channel.10发送命令的客户端也会收到两条消息（但是是两种类型，message和pmessage）,同时PUBLISH命令会返回2.

PUNSUBSCRIBE命令可以退订指定的规则，用法是：PUNSUBSCRIBE [pattern [pattern ...]]，如果没有参数则退订所有规则。

注意： 使用PUNSUBSCRIBE命令只能退订通过PSUBSCRIBE命令订阅的规则，不会影响直接通过SUBSCRIBE命令订阅的频道；同样，UNSUBSCRIBE命令也不会影响通过PSUBSCRIBE命令订阅的频道。另外容易出错的一点事PUNSUBSCRIBE命令退订某个规则时不会讲其中的通配符展开，而是进行严格的字符串匹配，所以PUNSUBSCRIBE*无法退订channel.*规则，而是必须使用PUNSUBSCRIBE channel.*才能退订。