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云发布/订阅：托管事件发布全解析
1. 订阅概述
订阅在其他消息传递系统中有时被称为队列，它代表了监听或消费特定主题消息的需求或意图。订阅还承担了大部分与消费者接收消息配置相关的责任，根据特定配置，可实现一些有趣的消费模式。
1.1 订阅的重要特性
- 消息副本独立 ：每个订阅都会收到发送到其主题的每条消息的不同副本，消费者可以访问主题中的消息，而不会影响其他对该主题消息感兴趣的人。一个消费者从一个订阅中读取消息，对其他订阅没有任何影响。
- 消息全量可见 ：每个订阅都能看到你在主题上发送的所有消息。如果更多消费者为该主题创建订阅，你就可以将消息广播给更广泛的受众。
- 多消费者共享 ：多个消费者可以从同一个订阅中消费消息，因此可以使用订阅将主题中的消息分发给多个消费者。一旦一个消费者从订阅中消费了一条消息，该消息就不再在同一主题上可用，下一个消费者将获得不同的消息。这种安排确保了同一订阅的两个消费者不会处理相同的消息。
1.2 订阅类型
订阅有两种类型：拉取（pull）和推送（push），这与消费者获取消息的方式有关。区别在于订阅是等待消费者请求消息（拉取），还是在新消息到达时主动向特定 URL 发送请求（推送）。
1.3 消息确认截止时间
在消息被视为已送达之前，你必须确认已收到消息。每个订阅除了推送或拉取配置外，还必须指定一个确认截止时间。这个截止时间以秒为单位，作为一个计时器，用于在假设消费者出现问题之前等待的时间。
下面是确认截止时间过期的流程图：
graph LR
A[Consumer 1 从订阅中拉取消息] --> B[Consumer 1 在确认消息接收前异常退出]
B --> C[确认截止时间到期]
C --> D[消息放回订阅队列]
D --> E[Consumer 2 拉取消息]
E --> F[Consumer 2 确认消息接收]
2. 示例配置
假设有一个生产者向两个主题（主题 1 和主题 2）发送三条消息（消息 A、消息 B 和消息 C），有四个不同的消费者（消费者 1、消费者 2、消费者 3 和消费者 4）最终接收这些消息。
2.1 主题 1 的消息处理
生产者向主题 1 发送消息 A，消费者 1 和消费者 2 各自有自己的订阅。由于订阅会收到发送到主题的所有消息的副本，因此消费者 1 和消费者 2 都会收到消息 A 的通知。
2.2 主题 2 的消息处理
生产者向主题 2 发送消息 B 和消息 C，消费者 3 和消费者 4 使用相同的订阅（订阅 3）来消费主题 2 的消息。由于订阅每个消息只有一个副本，且消息一旦被消费者消费就不再可用，因此消息 B 和消息 C 很可能会被拆分。可能的情况是，其中一个消息（例如消息 B）会发送给消费者 3，另一个消息（例如消息 C）会发送给消费者 4。多个消费者使用同一订阅的最终结果是他们会分担工作，各自获得发送的所有消息的一部分。
不过要注意，这只是可能的情况，并非绝对。消息也可能会互换（消费者 3 收到消息 C，消费者 4 收到消息 B），或者一个消费者可能会收到消息 B 和消息 C（例如，如果其中一个消费者被其他工作压得喘不过气来）。
| 主题 | 消息 | 消费者 | 订阅情况 | 消息分配 |
|---|---|---|---|---|
| 主题 1 | 消息 A | 消费者 1、消费者 2 | 各自有订阅 | 消费者 1 和消费者 2 都收到消息 A |
| 主题 2 | 消息 B、消息 C | 消费者 3、消费者 4 | 共同使用订阅 3 | 可能消费者 3 收到消息 B，消费者 4 收到消息 C，但不绝对 |
3. 实践操作
3.1 启用 API
在开始编写与云发布/订阅交互的代码之前，你必须启用 API。操作步骤如下：
1. 在浏览器中访问云控制台。
2. 在顶部的主搜索框中输入“Cloud Pub/Sub API”（记得包含斜杠）。
3. 搜索结果应该只有一个，点击它会进入一个带有大“启用”按钮的页面，点击该按钮即可启用 API。
3.2 发送第一条消息
要使用云发布/订阅广播消息，首先需要一个主题。发送消息时，使用主题对消息进行分类。可以在代码中创建主题，也可以先在云控制台中创建。
3.2.1 在云控制台创建主题
- 在左侧导航栏中，在“大数据”下方找到“Pub/Sub”条目并点击。
- 你会看到一个空页面，上面有一个按钮提示你创建主题，点击该按钮。
- 在出现的输入框中输入主题名称，主题的完全限定名称是一个以“projects/”开头的长路径，这可以在云发布/订阅中唯一标识你的主题。为第一个主题选择一个简单的名称，例如“first - topic”，然后点击“创建”。
3.2.2 安装 Node.js 客户端库
在编写代码之前，需要安装云发布/订阅的 Node.js 客户端库。可以使用 npm 运行以下命令进行安装：
npm install @google - cloud/pubsub@0.13.1
3.2.3 编写发布消息的代码
const pubsub = require('@google - cloud/pubsub')({
projectId: 'your - project - id'
});
const topic = pubsub.topic('first - topic');
topic.publish('Hello world!').then((data) => {
const messageId = data[0][0];
console.log('Message was published with ID', messageId);
});
运行这段代码，你会看到类似以下的输出：
> Message was published with ID 105836352786463
这里看到的消息 ID 是在该主题内保证唯一的标识符。
3.3 接收第一条消息
要从云发布/订阅接收消息，首先需要创建一个订阅。订阅是从主题消费消息的方式，主题上的每个订阅都会收到发送到该主题的每条消息的副本。
3.3.1 在云控制台创建订阅
- 回到 Pub/Sub 部分的主题列表，点击之前创建的主题名称。
- 主题展开后，会显示当前没有订阅，但右上角会有一个“新建订阅”按钮，点击该按钮。
- 在接下来的页面中，将订阅命名为“first - subscription”，“交付类型”暂时选择“拉取”。
- 点击“创建”，你会回到主题列表页面。点击你创建的主题，应该会在列表中看到你创建的订阅。
3.3.2 编写消费消息的代码
const pubsub = require('@google - cloud/pubsub')({
projectId: 'your - project - id'
});
const topic = pubsub.topic('first - topic');
const subscription = topic.subscription('first - subscription');
subscription.pull().then((data) => {
const message = data[0][0];
console.log('Got message', message.id, 'saying', message.data);
});
运行上述代码，你会看到类似以下的输出：
> Got message 105838342611690 saying Hello world!
不过，这里遗漏了一个重要步骤：确认消息。如果在大约 10 秒后再次运行相同的代码，你会再次得到相同的消息。这是因为订阅知道已经将消息提供给了消费者，但消费者从未确认收到该消息。
3.3.3 编写消费并确认消息的代码
const pubsub = require('@google - cloud/pubsub')({
projectId: 'your - project - id'
});
const topic = pubsub.topic('first - topic');
const subscription = topic.subscription('first - subscription');
subscription.pull().then((data) => {
const message = data[0][0];
console.log('Got message', message.id, 'saying', message.data);
message.ack().then(() => {
console.log('Acknowledged message ID', message.id,
'with ackId', message.ackId);
});
});
运行这段代码，你会看到消费者向云发布/订阅发送确认消息，表明已收到该消息。再次尝试拉取消息时，会发现该消息已消失，因为云发布/订阅认为该消息已从该订阅中消费，不会再次发送给同一订阅。
4. 推送订阅
到目前为止，你接收的所有消息都是从订阅中拉取的，即你明确要求订阅提供可用的消息。不过，还有另一种消费消息的方式，不需要你主动请求，而是云发布/订阅在新消息到达时将其推送给你。
4.1 推送订阅的配置
这种类型的订阅需要你配置当新消息到达时，云发布/订阅应将推送通知发送到哪里。通常，发布/订阅会向你指定的端点进行 HTTP 调用，其中包含与使用常规拉取订阅时相同的消息数据。
4.2 处理推送通知
首先，你需要编写一个处理程序，该处理程序接受带有消息体的传入 HTTP 请求。处理程序收到消息后，负责确认消息，但确认推送消息的方式与拉取订阅有所不同。使用拉取订阅时，你需要单独调用云发布/订阅，告知其你已收到并处理了消息；而使用推送订阅时，你将依靠 HTTP 响应代码来进行通信。在这种情况下，HTTP 代码 204（无内容）表示你已成功接收并处理了消息，任何其他代码（例如 500 服务器错误或 404 未找到）则表示出现了某种故障。
以下是一个使用 Express.js 编写的简单处理程序示例：
const express = require('express');
const app = express();
app.post('/message', (req, res) => {
console.log('Got message:', req.message);
res.status(204).send()
});
4.3 创建推送订阅
要指示云发布/订阅将消息发送到这个处理程序，你可以通过创建一个配置了 URL 的新订阅来实现。以下是使用云控制台创建推送订阅的步骤：
1. 在控制台的 Pub/Sub 区域，你可以重用之前创建的主题（first - topic），直接创建新订阅。
2. 假设你已将带有基本处理程序的简单 Express.js 应用部署到自己的域名（例如 your - domain.com）。浏览到该主题并点击顶部的“创建订阅”按钮，你会看到一个表单，在其中可以指定订阅名称和推送消息的 URL。例如，将订阅名称设为“push - subscription”，URL 设为“https://your - domain.com/message”（注意代码中的路径是“/message”）。
3. 点击“创建”后，云发布/订阅会将该主题的传入消息路由到你的处理程序，无需进行拉取或确认操作。
注意 ：你可能会收到关于是否拥有该域名的错误提示，这是正常现象，这是 Google 确保消息仅发送到你拥有的域名的方式。要了解如何将你的域名列入白名单以用作 Pub/Sub 推送端点，请查看 https://cloud.google.com/pubsub/docs/push#other - endpoints。
下面是一个 mermaid 流程图，展示了推送订阅的处理流程：
graph LR
A[新消息到达主题] --> B[Pub/Sub 向指定 URL 发送 HTTP 请求]
B --> C[处理程序接收消息]
C --> D{处理是否成功?}
D -- 是 --> E[返回 204 状态码]
D -- 否 --> F[返回其他状态码]
E --> G[Pub/Sub 认为消息处理成功]
F --> H[Pub/Sub 认为消息处理失败]
5. 了解定价
与许多 Google Cloud API 一样，云发布/订阅仅根据你实际使用的资源和计算量收费。发布/订阅根据你通过系统广播的数据量进行计费，最高费率为每千兆字节数据 0.06 美元。虽然这大致与消息数量相关，但具体费用还取决于你发送的消息大小。例如，与其通过消息发送整个视频文件的内容，不如发送视频的链接，这样不仅因为发布/订阅并非专门设计用于发送大视频文件，而且发送链接的成本要低得多，从其他地方（如 Google Cloud Storage）下载视频文件可能会便宜得多。
5.1 具体示例分析
假设你的系统每秒发送五条消息，有 100 个消费者对这些消息感兴趣，且这些消息非常小。下面来计算一下一个月的费用：
-
计算消息总数
：
- 每天有 86400 秒，为了简化计算，假设一个月平均有 30 天，那么一个月共有 2592000 秒。
- 由于每秒发送五条消息，所以一个月总共发送的消息数为 12960000 条。
-
计算请求总数
：
- 每条消息需要进行一次发布请求，这是发送消息的必要操作。
- 每个消费者需要对每条消息进行一次拉取请求（或通过推送订阅接收消息），即每个消息对应 100 个额外请求。
- 一个月发送 12960000 条消息，100 个消费者总共会进行 1296000000 次拉取（或推送）请求。
5.2 费用总结
虽然这里没有给出具体的费用数值，但可以看出，消息的大小和请求的数量都会影响最终的费用。在使用云发布/订阅时，需要根据实际情况合理设计消息内容和消费方式，以控制成本。
| 项目 | 数量 |
|---|---|
| 每秒发送消息数 | 5 条 |
| 一个月的秒数 | 2592000 秒 |
| 一个月发送的消息总数 | 12960000 条 |
| 消费者数量 | 100 个 |
| 一个月的拉取（或推送）请求总数 | 1296000000 次 |
通过以上内容，你应该对云发布/订阅的使用方式、推送订阅的处理以及定价有了较为全面的了解，可以根据实际需求合理运用云发布/订阅服务。
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