Redis系列(七)：发布与订阅

本系列的前5篇可以点击以下链接查看：

Redis系列(一)：Redis简介及环境安装

Redis系列(二)：Redis的5种数据结构及其常用命令

Redis系列(三)：Redis的持久化机制(RDB、AOF)

Redis系列(四)：Redis的复制机制(主从复制)

Redis系列(五)：Redis的过期键删除策略

Redis系列(六)：设置/移除键的过期时间

Redis的发布与订阅，有点类似于消息队列，发送者往频道发送消息，频道的订阅者接收消息。

1. 发布与订阅示例

首先，在本机开启第1个Redis客户端，执行如下命令订阅blog.redis频道：

SUBSCRIBE "blog.redis"
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然后，在本机开启第2个Redis客户端，执行相同的命令订阅blog.redis频道：

然后，开启第3个Redis客户端，执行如下命令往blog.redis频道发送消息：

PUBLISH blog.redis "redis-in-action-01"
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查看客户端1和客户端2，分别看到如下信息：

3个客户端与频道的关系如下图所示：

可以通过INFO clients命令查看连接的客户端数：

2. 订阅/退订频道

2.1 订阅频道

Redis的SUBSCRIBE命令用来订阅频道，使用方式如下所示：

SUBSCRIBE "blog.redis"
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如果是订阅多个频道，可以使用如下所示命令：

SUBSCRIBE "blog.redis" "blog.rocketmq"
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Redis将所有频道的订阅关系保存在服务器状态的pubsub_channels字典里，字典的键是某个被订阅的频道，键对应的值是1个链表，链表里记录了所有订阅这个频道的客户端。

以上图为例，说明客户端1、客户端2正在订阅频道"blog.redis"，客户端3、客户端4正在订阅频道“blog.rocketmq”。

如果此时有1个客户端5，执行了如下命令：

SUBSCRIBE "blog.rocketmq" "blog.java"
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那么服务器状态保存的频道订阅关系将变为如下图所示：

2.2 退订频道

Redis的UNSUBSCRIBE命令用来退订频道，使用方式如下所示：

UNSUBSCRIBE "blog.redis"
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如果是退订多个频道，可以使用如下所示命令：

UNSUBSCRIBE "blog.redis" "blog.rocketmq"
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假设现在服务器状态保存的频道订阅关系如下图所示：

如果此时客户端5，执行了如下命令：

UNSUBSCRIBE "blog.rocketmq" "blog.java"
复制代码

那么服务器状态保存的频道订阅关系将变为如下图所示：

3. 订阅/退订模式

3.1 示例

首先，启动1个Redis客户端，执行如下命令订阅模式“blog.r*”：

PSUBSCRIBE "blog.r*"
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然后，启动另1个Redis客户端，执行PUBLISH命令往频道发送消息：

PUBLISH "blog.redis" "redis-in-action-01"

PUBLISH "blog.rocketmq" "rocketmq-in-action-01"

PUBLISH "blog.java" "java-in-action-01"
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可以看到，第1次启动的客户端可以接收到前2条消息，因为频道"blog.redis"、"blog.rocketmq"匹配模式“blog.r*”：

但频道"blog.java"不匹配该模式，所以最后1次发送的消息，该客户端未接收到。

3.2 订阅模式

Redis的PSUBSCRIBE命令用来订阅模式，使用方式如下所示：

PSUBSCRIBE "blog.r*"
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如果是订阅多个模式，可以使用如下所示命令：

PSUBSCRIBE "blog.r*" "blog.j?va" "blog.j[ae]va"
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Redis将所有模式的订阅关系保存在服务器状态的pubsub_patterns属性里。

pubsub_patterns属性是1个链表，链表中的每个节点是1个pubsub_Pattern结构，这个结构的pattern属性记录被订阅的模式，client属性记录订阅模式的客户端。

以上图为例，说明客户端1正在订阅模式"blog.r*，客户端2正在订阅模式“blog.j?va”。

如果此时有1个客户端3，执行了如下命令：

PSUBSCRIBE "blog.j[ae]va"
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那么服务器状态保存的模式订阅关系将变为如下图所示：

3.3 退订模式

Redis的PUNSUBSCRIBE命令用来退订模式，使用方式如下所示：

PUNSUBSCRIBE "blog.r*"
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如果是退订多个模式，可以使用如下所示命令：

PUNSUBSCRIBE "blog.j?va" "blog.j[ae]va"
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假设现在服务器状态保存的模式订阅关系如下图所示：

如果此时客户端3，执行了如下命令：

PUNSUBSCRIBE "blog.j[ae]va"
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那么服务器状态保存的模式订阅关系将变为如下图所示：

4. 发送消息

如果，服务器状态保存的频道订阅关系如下图所示：

服务器状态保存的模式订阅关系如下图所示：

此时，如果1个Redis客户端执行了以下PUBLISH命令：

PUBLISH blog.redis "redis-in-action-01"
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那么，服务器会执行以下2个动作：

1. 将消息"redis-in-action-01"发送给频道“blog.redis”的所有订阅者
2. 将消息"redis-in-action-01"发送给与频道“blog.redis”相匹配模式的订阅者

也就是说，消息"redis-in-action-01"不仅会发送给频道“blog.redis”的订阅者客户端1、客户端2，也会发送给与频道“blog.redis”相匹配的模式“blog.r*”的订阅者客户端5。

5. 查看订阅信息

可以使用Redis的PUBSUB命令来查看频道或者模式的相关信息。

5.1 查看被订阅的频道

如果想要查看被订阅的频道信息，可以使用命令PUBSUB CHANNELS [pattern]，其中pattern参数是可选的：

1. 如果不指定pattern参数，返回服务器当前被订阅的所有频道
2. 如果指定pattern参数，返回服务器被订阅的频道中与pattern模式相匹配的频道

这个命令的实现原理是通过遍历服务器状态保存的pubsub_channels字典来实现的。

举个具体的例子，如果服务器状态保存的pubsub_channels字典如下所示：

那么执行命令PUBSUB CHANNELS的返回结果如下所示：

执行命令PUBSUB CHANNELS r*的返回结果如下所示：

5.2 查看频道的订阅者数量

如果想要查看频道的订阅者数量，可以使用命令PUBSUB NUMSUB [channel1 channel2 ... channeln]。

这个命令的实现原理是通过遍历服务器状态保存的pubsub_channels字典来实现的，频道对应的订阅者链表的长度就是该频道的订阅者数量。

举个具体的例子，如果服务器状态保存的pubsub_channels字典如下所示：

那么执行命令PUBSUB NUMSUB blog.redis blog.rocketmq blog.java的返回结果如下所示：

5.3 查看被订阅模式的数量

如果想要查看被订阅模式的数量，可以使用命令PUBSUB NUMPAT。

这个命令的实现原理是返回服务器状态保存的pubsub_patterns链表的长度。

举个具体的例子，如果服务器状态保存的pubsub_patterns链表如下所示：

那么执行命令PUBSUB NUMPAT的返回结果如下所示：

6. 总结

Redis的发布与订阅有点类似于消息队列的发布与订阅，主要包含以下7个命令：

1. SUBSCRIBE
2. UNSUBSCRIBE
3. PSUBSCRIBE
4. PUNSUBSCRIBE
5. PUBSUB CHANNELS
6. PUBSUB NUMSUB
7. PUBSUB NUMPAT

这7个命令的核心都是基于存储在服务器状态的pubsub_channels字典和pubsub_patterns链表实现的。

7. 参考

黄健宏 《Redis设计与实现》