使用redis中的订阅/发布机制实现分布式系统中的数据传递

忍界英雄

已于 2024-03-12 20:20:36 修改

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文章标签： redis bootstrap golang 开发语言

于 2024-03-12 20:18:40 首次发布

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本文介绍了分布式系统中Redis的发布/订阅模式，包括频道、发布者和订阅者的概念，以及如何通过go-ruedis实现在Go语言中操作Redis进行消息的发布和订阅。强调了客户端在监听和发布时的行为差异和注意事项。

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分布式系统的消息传递

在分布式系统中，多个服务器经常需要共享同一数据，或相互传递数据。

服务器间相互传递数据的方式有很多，这里我们介绍redis中的订阅和发布机制，通过redis中的Subscribe和Publish机制来实现服务器间的消息传递。

发布/订阅（pub/sub）消息传递模式基本概念

首先我们要了解发布/订阅（pub/sub）消息传递模式的一些基本概念。

频道

频道是一个命名的管道，发布者通过它发送消息，订阅者从中接收消息。频道的名称是一个字符串，客户端可以根据这个名称来订阅感兴趣的频道。

发布者

发布者是发送消息到指定频道的客户端。在Redis中，发布者使用PUBLISH命令将消息发送到一个频道上。所有订阅了该频道的客户端都将接收到这条消息。

订阅者

订阅者是希望接收来自一个或多个频道的消息的客户端。在Redis中，订阅者使用SUBSCRIBE命令来监听一个或多个频道。当一个频道上有消息发布时，所有订阅了该频道的客户端都会收到这条消息。

在Redis中，发布/订阅（pub/sub）消息传递模式允许发布者（publishers）发送消息到一个中央服务器，而订阅者（subscribers）可以订阅这些消息，无需知道是哪个发布者发布的消息。这种方式非常适合用于分布式系统中的消息广播。

下图展示了一个订阅频道的例子，在这个例子中，客户端client-1、client-2和client-3都订阅了频道"nihao"。

那么当发布者发布一个消息时，所有的订阅者都将收到该消息。

基本工作原理

订阅者使用SUBSCRIBE channel_name来订阅一个频道。
发布者使用PUBLISH channel_name message来发布消息到指定频道。
Redis服务器处理这些命令，确保所有订阅了channel_name频道的客户端都收到message消息。

go-rueidis实现

我们可以使用go-ruedis实现redis中的消息订阅发布机制。

首先要获取ruedis数据包。
go get github.com/rueian/rueidis

然后可以通过rueidis中的内置函数来实现redis中的订阅功能。

当在Redis中订阅一个频道时，我们只需要提供一个频道名。如果该频道名不存在，Redis会自动创建一个新的频道，频道的创建是隐式的，发生在第一次有客户端订阅该频道名时。

下面是一个订阅频道的go代码示例。

订阅频道

我们可以通过rueidis.Client中的Receive函数来订阅并持续监听一个频道，并在函数中处理频道中传来的消息。

如下代码，我们订阅了一个名叫nihao的频道，并通过func(msg rueidis.PubSubMessage)处理频道中传来的信息。

func subscribeGlobalID(rdb rueidis.Client, ctx context.Context, log *logrus.Entry) {

	err := rdb.Receive(ctx,
		rdb.B().Subscribe().Channel("nihao").Build(), func(msg rueidis.PubSubMessage) {
            // 频道中传来消息的处理函数
            res:=msg.message    // msg.message为`nihao`频道传来的数据，为字符串类型。
            log.Debugf("receive a message %s",res) 
            // to do 更多消息处理逻辑
        })
	if err != nil {
		log.Errorf("Failed to subscribe graph channel.")
	}
}

发布消息

同样，我们也可以通过rueidis.Client中的Publish函数，创建发布者，向频道中发布消息。

func GlobalIDPublish(rdb rueidis.Client, ctx context.Context, log *logrus.Entry) error {
    msg:="这是一条消息"
    // to do 更多的msg处理逻辑，注意，最后生成的msg为字符串形式
	cmd = rdb.B().Publish().Channel("nihao").Message(msg).Build()
	_ = rdb.Do(ctx, cmd)
    // 向'nihao'频道发出信息。
	log.Debugf("Global ID incremented to %d and published to channel NewNode\n", newID)
	return nil
}

通过以上函数可以向频道nihao发送信息，所有订阅了该频道的订阅者都可以收到信息msg。

需要注意的是

订阅者使用Receive方法来持续监听nihao频道上的消息。这个监听是持续的，它会一直运行，直到上下文(ctx)被取消或者发生错误。这意味着订阅者会保持监听状态，等待新的消息到来，并在消息到达时进行处理。
发布操作是一次性的，发布者发布消息后并不保持在频道上的任何状态，也不会继续监听该频道。
一个Redis客户端不能同时在同一个连接中同时充当订阅者和发布者两个身份。当一个客户端订阅了一个频道后，该连接会进入一个特殊的订阅状态，在这种状态下，它只能接收消息和执行与订阅/取消订阅相关的命令。
一旦客户端订阅了一个或多个频道，它将不能执行常规的 Redis 命令，如 GET, SET, HGET, ZADD 等。它只能接收消息和执行与订阅/取消订阅相关的命令（如 SUBSCRIBE, UNSUBSCRIBE, PSUBSCRIBE, PUNSUBSCRIBE 等）。
如果客户端想要既发布消息又订阅消息，它需要使用两个不同的连接：一个用于订阅频道并接收消息，另一个用于发布消息到频道。
在使用Redis的发布/订阅（pub/sub）消息传递模式时，所有的分布式服务器需要连接到同一个Redis服务器或Redis集群。