Redis發布訂閱怎么實現

這篇文章主要介紹“Redis發布訂閱怎么實現”，在日常操作中，相信很多人在Redis發布訂閱怎么實現問題上存在疑惑，小編查閱了各式資料，整理出簡單好用的操作方法，希望對大家解答”Redis發布訂閱怎么實現”的疑惑有所幫助！接下來，請跟著小編一起來學習吧！

假設我們有這么一個業務場景，在網站下單支付以后，需要通知庫存服務進行發貨處理。

上面業務實現不難，我們只要讓庫存服務提供給相關的給口，下單支付之后只要調用庫存服務即可。

后面如果又有新的業務，比如說積分服務，他需要獲取下單支付的結果，然后增加用戶的積分。

這個實現也不難，讓積分服務同樣提供一個接口，下單支付之后只要調用庫存服務即可。

如果就兩個業務需要獲取下單支付的結果，那也還好，程序改造也快。可是隨著業務不斷的發展，越來越多的新業務說是要下單支付的結果。

這時我們會發現上面這樣的系統架構存在很多問題：

第一，下單支付業務與其他業務重度耦合，每當有個新業務需要支付結果，就需要改動下單支付的業務。

第二，如果調用業務過多，會導致下單支付接口響應時間變長。另外，如果有任一下游接口響應變慢，就會同步導致下單支付接口響應也變長。

第三，如果任一下游接口失敗，可能導致數據不一致的情況。比如說下圖，先調用 A，成功之后再調用 B，最后再調用 C。

如果在調用 B 接口的發生異常，此時可能就導致下單支付接口返回失敗，但是此時 A 接口其實已經調用成功，這就代表它內部已經處理下單支付成功的結果。

這樣就會導致 A，B，C 三個下游接口，A 獲取成功獲取支付結果，但是 B，C 沒有拿到，導致三者系統數據不一致的情況。

其實我們仔細想一下，對于下單支付業務來講，它其實不需要關心下游調用結果，只要有某種機制通知能通知到他們就可以了。

講到這里，這就需要引入今天需要介紹發布訂閱機制。

Redis 發布與訂閱

Redis 提供了基于「發布/訂閱」模式的消息機制，在這種模式下，消息發布者與訂閱者不需要進行直接通信。

如上圖所示，消息發布者只需要想指定的頻道發布消息，訂閱該頻道的每個客戶端都可以接受到到這個消息。

使用 Redis 發布訂閱這種機制，對于上面業務，下單支付業務只需要向支付結果這個頻道發送消息，其他下游業務訂閱支付結果這個頻道，就能收相應消息，然后做出業務處理即可。

這樣就可以解耦系統上下游之間調用關系。

接下來我們來看下，我們來看下如何使用 Redis 發布訂閱功能。

Redis 中提供了一組命令，可以用于發布消息，訂閱頻道，取消訂閱以及按照模式訂閱。

首先我們來看下如何發布一條消息，其實很簡單只要使用 publish 指令:

publish channel message

上圖中，我們使用 publish 指令向 pay_result 這個頻道發送了一條消息。我們可以看到 redis 向我們返回 0 ，這其實代表當前訂閱者個數，由于此時沒有訂閱，所以返回結果為 0 。

接下來我們使用 subscribe 訂閱一個或多個頻道

subscribe channel [channel ...]

如上圖所示，我們訂閱 pay_result 這個頻道，當有其他客戶端往這個頻道發送消息，

當前訂閱者就會收到消息。

我們子在使用訂閱命令，需要主要幾點：

第一，客戶端執行訂閱指令之后，就會進入訂閱狀態，之后就只能接收 subscribe、psubscribe、unsubscribe、punsubscribe 這四個命令。

第二，新訂閱的客戶端，是無法收到這個頻道之前的消息，這是因為 Redis 并不會對發布的消息持久化的。

相比于很多專業 MQ，比如 kafka、rocketmq 來說， redis 發布訂閱功能就顯得有點簡陋了。不過 redis 發布訂閱功能勝在簡單，如果當前場景可以容忍這些缺點，還是可以選擇使用的。

除了上面的功能以外的，Redis 還支持模式匹配的訂閱方式。簡單來說，客戶端可以訂閱一個帶 * 號的模式，如果某些頻道的名字與這個模式匹配，那么當其他客戶端發送給消息給這些頻道時，訂閱這個模式的客戶端也將會到收到消息。

使用 Redis 訂閱模式，我們需要使用一個新的指令 psubscribe。

我們執行下面這個指令：

psubscribe pay.*

那么一旦有其他客戶端往 pay 開頭的頻道，比如 pay_result、pay_xxx，我們都可以收到消息。

如果需要取消訂閱模式，我們需要使用相應punsubscribe 指令，比如取消上面訂閱的模式：

punsubscribe pay.*

Redis 客戶端發布訂閱使用方式

基于 Jedis 開發發布/訂閱

聊完 Redis 發布訂閱指令，我們來看下 Java Redis 客戶端如何使用發布訂閱。

下面的例子主要基于 Jedis，maven 版本為：

<dependency>
 <groupId>redis.clients</groupId>
 <artifactId>jedis</artifactId>
 <version>3.1.0</version>
</dependency>

其他 Redis 客戶端大同小異。

jedis 發布代碼比較簡單，只需要調用 Jedis 類的 publish 方法。

// 生產環境千萬不要這么使用哦，推薦使用 JedisPool 線程池的方式 
Jedis jedis = new Jedis("localhost", 6379);
jedis.auth("xxxxx");
jedis.publish("pay_result", "hello world");

訂閱的代碼就相對復雜了，我們需要繼承 JedisPubSub 實現里面的相關方法，一旦有其他客戶端往訂閱的頻道上發送消息，將會調用 JedisPubSub 相應的方法。

private static class MyListener extends JedisPubSub {
    @Override
    public void onMessage(String channel, String message) {
        System.out.println("收到訂閱頻道：" + channel + " 消息：" + message);

    }

    @Override
    public void onPMessage(String pattern, String channel, String message) {
        System.out.println("收到具體訂閱頻道：" + channel + "訂閱模式：" + pattern + " 消息：" + message);
    }

}

其次我們需要調用 Jedis 類的 subscribe 方法：

Jedis jedis = new Jedis("localhost", 6379);
jedis.auth("xxx");
jedis.subscribe(new MyListener(), "pay_result");

當有其他客戶端往 pay_result頻道發送消息時，訂閱將會收到消息。

不過需要注意的是，jedis#subscribe 是一個阻塞方法，調用之后將會阻塞主線程的，所以如果需要在正式項目使用需要使用異步線程運行，這里就不演示具體的代碼了。

基于 Spring-Data-Redis 開發發布訂閱

原生 jedis 發布訂閱操作，相對來說還是有點復雜。現在我們很多應用已經基于 SpringBoot 開發，使用 spring-boot-starter-data-redis ，可以簡化發布訂閱開發。

首先我們需要引入相應的 startter 依賴：

<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-data-redis</artifactId>
    <exclusions>
        <exclusion>
            <artifactId>lettuce-core</artifactId>
            <groupId>io.lettuce</groupId>
        </exclusion>
    </exclusions>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>redis.clients</groupId>
    <artifactId>jedis</artifactId>
</dependency>

這里我們使用 Jedis 當做底層連接客戶端，所以需要排除 lettuce，然后引入 Jedis 依賴。

然后我們需要創建一個消息接收類，里面需要有方法消費消息：

@Slf4j
public class Receiver {
    private AtomicInteger counter = new AtomicInteger();

    public void receiveMessage(String message) {
        log.info("Received <" + message + ">");
        counter.incrementAndGet();
    }

    public int getCount() {
        return counter.get();
    }
}

接著我們只需要注入 Spring- Redis 相關 Bean，比如：

• StringRedisTemplate，用來操作 Redis 命令

• MessageListenerAdapter ，消息監聽器，可以在這個類注入我們上面創建消息接受類 Receiver

• RedisConnectionFactory, 創建 Redis 底層連接

@Configuration
public class MessageConfiguration {

    @Bean
    RedisMessageListenerContainer container(RedisConnectionFactory connectionFactory,
                                            MessageListenerAdapter listenerAdapter) {

        RedisMessageListenerContainer container = new RedisMessageListenerContainer();
        container.setConnectionFactory(connectionFactory);
        // 訂閱指定頻道使用 ChannelTopic
        // 訂閱模式使用 PatternTopic
        container.addMessageListener(listenerAdapter, new ChannelTopic("pay_result"));

        return container;
    }

    @Bean
    MessageListenerAdapter listenerAdapter(Receiver receiver) {
        // 注入 Receiver，指定類中的接受方法
        return new MessageListenerAdapter(receiver, "receiveMessage");
    }

    @Bean
    Receiver receiver() {
        return new Receiver();
    }

    @Bean
    StringRedisTemplate template(RedisConnectionFactory connectionFactory) {
        return new StringRedisTemplate(connectionFactory);
    }

}

最后我們使用 StringRedisTemplate#convertAndSend 發送消息，同時 Receiver 將會收到一條消息。

@SpringBootApplication
public class MessagingRedisApplication {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {

        ApplicationContext ctx = SpringApplication.run(MessagingRedisApplication.class, args);

        StringRedisTemplate template = ctx.getBean(StringRedisTemplate.class);
        Receiver receiver = ctx.getBean(Receiver.class);

        while (receiver.getCount() == 0) {
            template.convertAndSend("pay_result", "Hello from Redis!");
            Thread.sleep(500L);
        }

        System.exit(0);
    }
}

Redis 發布訂閱實際應用

Redis Sentinel 節點發現

Redis Sentinel 是 Redis 一套高可用方案，可以在主節點故障的時候，自動將從節點提升為主節點，從而轉移故障。

今天這里我們不詳細解釋 Redis Sentinel 詳細原理，主要來看下 Redis Sentinel 如何使用發布訂閱機制。

Redis Sentinel 節點主要使用發布訂閱機制，實現新節點的發現，以及交換主節點的之間的狀態。

如下所示，每一個 Sentinel 節點將會定時向 _sentinel_:hello 頻道發送消息，并且每個 Sentinel 都會訂閱這個節點。

這樣一旦有節點往這個頻道發送消息，其他節點就可以立刻收到消息。

這樣一旦有的新節點加入，它往這個頻道發送消息，其他節點收到之后，判斷本地列表并沒有這個節點，于是就可以當做新的節點加入本地節點列表。

除此之外，每次往這個頻道發送消息內容可以包含節點的狀態信息，這樣可以作為后面 Sentinel 領導者選舉的依據。

以上都是對于 Redis 服務端來講，對于客戶端來講，我們也可以用到發布訂閱機制。

當 Redis Sentinel 進行主節點故障轉移，這個過程各個階段會通過發布訂閱對外提供。

對于我們客戶端來講，比較關心切換之后的主節點，這樣我們及時切換主節點的連接（舊節點此時已故障，不能再接受操作指令），

客戶端可以訂閱 +switch-master頻道，一旦 Redis Sentinel 結束了對主節點的故障轉移就會發布主節點的的消息。

redission 分布式鎖

redission 開源框架提供一些便捷操作 Redis 的方法，其中比較出名的 redission 基于 Redis 的實現分布式鎖。

今天我們來看下 Redis 的實現分布式鎖中如何使用 Redis 發布訂閱機制，提高加鎖的性能。

PS:redission 分布式鎖實現原理，可以參考之前寫過的文章:

1. 可重入分布式鎖的實現方式

2. Redis 分布式鎖，看似簡單，其實真不簡單

首先我們來看下 redission 加鎖的方法：

Redisson redisson = ....
RLock redissonLock = redisson.getLock("xxxx");
redissonLock.lock();

RLock 繼承自 Java 標準的 Lock 接口,調用 lock 方法,如果當前鎖已被其他客戶端獲取，那么當前加鎖的線程將會被阻塞，直到其他客戶端釋放這把鎖。

這里其實有個問題，當前阻塞的線程如何感知分布式鎖已被釋放呢？

這里其實有兩種實現方法：

第一鐘，定時查詢分布時鎖的狀態，一旦查到鎖已被釋放（Redis 中不存在這個鍵值），那么就去加鎖。

實現偽碼如下：

while (true) {
  boolean result=lock();
  if (!result) {
    Thread.sleep(N);
  }
}

這種方式實現起來起來簡單，不過缺點也比較多。

如果定時任務時間過短，將會導致查詢次數過多，其實這些都是無效查詢。

如果定時任務休眠時間過長，那又會導致加鎖時間過長，導致加鎖性能不好。

那么第二種實現方案，就是采用服務通知的機制，當分布式鎖被釋放之后，客戶端可以收到鎖釋放的消息，然后第一時間再去加鎖。

這個服務通知的機制我們可以使用 Redis 發布訂閱模式。

當線程加鎖失敗之后，線程將會訂閱 redisson_lock__channel_xxx（xx 代表鎖的名稱） 頻道，使用異步線程監聽消息，然后利用 Java 中 Semaphore 使當前線程進入阻塞。

一旦其他客戶端進行解鎖，redission 就會往這個redisson_lock__channel_xxx 發送解鎖消息。

等異步線程收到消息，將會調用 Semaphore 釋放信號量，從而讓當前被阻塞的線程喚醒去加鎖。

ps：這里只是簡單描述了 redission 加鎖部分原理，出于篇幅，這里就不再消息解析源碼。

感興趣的小伙伴可以自己看下 redission 加鎖的源碼。

通過發布訂閱機制，被阻塞的線程可以及時被喚醒，減少無效的空轉的查詢，有效的提高的加鎖的效率。

ps: 這種方式，性能確實提高，但是實現起來的復雜度也很高，這部分源碼有點東西，快看暈了。

到此，關于“Redis發布訂閱怎么實現”的學習就結束了，希望能夠解決大家的疑惑。理論與實踐的搭配能更好的幫助大家學習，快去試試吧！若想繼續學習更多相關知識，請繼續關注億速云網站，小編會繼續努力為大家帶來更多實用的文章！