Redis发布与订阅命令和原理

本篇博客是对《Redis设计与实现》的学习总结
日期：2020-12-11
Redis版本：3.0.6

发布与订阅相关命令

1. 订阅

subscribe channel [channel ...]

订阅一个或多个频道

2. 发布

publish channel message

向一个频道发布消息，返回向多少个客户端发送了消息

3. 按照模式订阅

psubscribe pattern [pattern ...]

如果 publish 命令发送的频道和订阅的模式成功匹配，那么客户端就会接收到发布的消息

4. 查看频道

pubsub channels [pattern]

返回有客户端订阅的频道，是用 pattern 参数，只返回与模式匹配的有客户端订阅的频道

5. 查看频道的订阅数

pubsub numsub [channel ...]

返回频道和其订阅数

6. 查看模式的订阅数

pubsub numpat

实现原理

Redis将订阅关系保存在一个字典里面（Redis的字典是用哈希表实现的，基本可以认为字典就是哈希表），其中键是字符串类型就是频道名，值是一个链表存着所有订阅了该频道的客户端指针。

图一

如上图所示，有三个频道：aaa，bbb和ccc。其中client-1订阅了全部三个频道，client-2订阅了 aaa 和 bbb，client-3订阅了 aaa。其中客户端指针指向客户端状态结构，这个结构中保存着套接字描述符以及各种其他信息，Redis可以通过此结构提供的信息向客户端发送数据。

1. 频道订阅
   当订阅一个频道的时候，只需要将客户端指针添加到该频道对应的链表的末尾即可，如果该频道还不是字典的键，那么创建键和对应的链表，并将客户端指针添加到链表末尾。比如，client-3 执行了 subscribe ccc ，那么字典结构将如下图所示：

图二

2. 退订频道
   当一个客户端使用 unsubscribe 命令时，就会将客户端指针从要退订的频道对应的列表中删除。比如，在图二基础上，client-3 执行 unsubscribe ccc，那么字典结构将由图二变为图一。如果将客户端指针删去后，频道对应的列表为空了，那么也会将频道删去。比如，在图一基础上，client-1 执行 unsubscribe ccc，那么字典结构将如下图所示：

图三

3. 查看频道
   当执行pubsub channels时，只需要遍历字典的所有键，将其返回即可。如果给了模式参数，只需要将与模式匹配的键返回即可。如果对图一结构的字典，使用pubsub channels命令，返回值将是：

1) "aaa"
2) "bbb"
3) "ccc"

4. 查看频道的订阅数
   当执行pubsub numsub [channel ...]命令时，只需要返回频道对应的列表的长度即可，如果键值不存在返回0即可，如果对图一结构的字典，使用pubsub numsub aaa，返回值将是：

1) "aaa"
2) (integer) 3

5. 订阅模式
   订阅模式和客户端的关系存在一个链表中，每一个节点都会保存模式字符串和客户端指针，链表结构如下图所示：

图四

图五

6. 模式退订
   当执行punsubscribe pattern命令时，就会将链表中模式和客户端指针都对应相等的节点删去，比如，client-3 执行punsubscribe b*，那么链表结构将如下图所示：

图六

7. 发布信息
   在发布信息的时候，需要分别将信息发送给订阅频道的客户端和订阅模式的客户端。

• 在将信息发送给订阅频道的客户端时，只需要在字典中找到该频道对应的链表，然后将信息发送给链表中的所有客户端。
• 在将信息发送给订阅模式的客户端时，需要遍历整个保存模式订阅的链表，如果发布的频道和模式匹配，则将其发送给这个客户端
  以图一和图五为例，如果执行命令publish bbb message，那么首先在字典中找到频道 bbb 对应的客户端链表，将其发送给 client-1，client-2，然后遍历模式链表，发现之后模式 b* 匹配，那么再将信息发送给 client-3。

补充

因为使用 redis-cli 在执行 subscribe 或者 psubscribe 命令之后，就只能接收消息而不能执行命令了，要退出也只能用 Ctrl + c，所以我暂时还不知道退订命令要如何使用，在我知道后会做补充和修正。

参考资料

• 《Redis设计与实现》
• 《Redis开发与运维》

Redis发布与订阅命令和原理

原文：https://www.cnblogs.com/mywuhao/p/14127213.html