Redis发布与订阅
目录
发布与订阅简介
Redis的发布与订阅功能由PUBUSH、SUBSCRIBE、PSUBSCRIBE等命令组成。
通过执行SUBSCRIBE命令，客户端可以订阅一个或多个频道，从而成为这些频道的订 阅者(subscriber) : 每当有其他客户端向被订阅的频道发送消息(message)时，频道的所 有订阅者都会收到这条消息。
举个例子，假设A、B、C三个客户端都执行了命令：
那么这三个客户端就是"news.it"频道的 订阅者，如图所示。
如果这时某个客户端执行命令
向"news.it"频道发送消息"hello", 那么"news.it＂的三个订阅者都将收到这 条消息，如图所示。
除了订阅频道之外，客户端还可以通过执行SUBSCRJBE命令订阅一个或多个模式从而成为这些模式的订阅者：每当有其 他客户端向某个频道发送消息时，消息不仅 会被发送给这个频道的所有订阅者，它还会被发送给所有与这个频道相匹配的模式的订阅者。
举个例子，假设如图18-3所示：
客户端A正在订阅频道"news.it"
客户端B正在订阅频道"news.et"
客户端C和客户端D正在订阅与"news.it"频道和"news.et"频道相匹配的模 式"news. [ie]t"
如果这时某个客户端执行命令向"news.it"频道发送消息"hello", 那么不仅正在订阅"news.it"频道的客户端 A会收到消息，客户端C和客户端D也同样会收到消息，因为这两个客户端正在订阅匹配 "news.it"频道的"news. [ie]t"模式，如图所示。
向"news.et"频道发送消息"world", 那么不仅正在订阅"news.et"频道的客户端 B会收到消息，客户端C和客户端D也同样会收到消息，因为这两个客户端正在订阅匹配 "news.et"频道的"news. [ie] t"模式，如图所示。
频道的订阅与退订
当一个客户端执行SUBSCRIBE命令订阅某个或某些频道的时候，这个客户端与被订阅 频道之间就建立起了一种订阅关系。
Redis将所有频道的订阅关系都保存在服务器状态的pubsub_channels字典里面， 这个字典的键是某个被订阅的频道，而键的值则是一个链表，链表里面记录了所有订阅这个 频道的客户端：
比如说，图就展示了一个pubsub_channels字典示例，这个字典记录了以下信息：
client-1、client-2、client-3三个客户端正在订阅，'news.it"频道。
客户端client-4正在订阅"news.sport"频道。
client-5和client-6两个客户端正在订阅"news.business"频道。
订阅频道
每当客户端执行SUBSCRIBE命令订阅某个或某些频道的时候，服务器都会将客户端与 被订阅的频道在pubsub_channels字典中进行关联。
根据频道是否已经有其他订阅者，关联操作分为两种情况执行：
如果频道已经有其他订阅者，那么它在pubsub_channels字典中必然有相应的订 阅者链表，程序唯一要做的就是将客户端添加到订阅者链表的末尾。
如果频道还未有任何订阅者，那么它必然不存在于pubsub_channels字典，程序 首先要在pubsub_channels字典中为频道创建一个键，并将这个键的值设置为空 链表，然后再将客户端添加到链表，成为链表的第一个元素。
举个例子，假设服务器pubsub_channels字典的当前状态如图所示
那么当客 户端client-10086执行命令
SUBSCRIBE "news.sport" "news.movie"
之后，pubsub_channels字典将更新至图所示的状态，其中用虚线包围的是新添加的节点：
更新后的pubsub_channels字典新增了"news.movie"键，该键对应的链表值 只包含一个client-10086节点，表示目前只有client-10086一个客户端在订 阅"news.movie"频道。
至于原本就已经有客户端在订阅的"news.sport＂频道，client-10086的节点 放在了频道对应链表的末尾，排在client-4节点的后面。
SUBSCRIBE命令的实现可以用以下伪代码来描述：
退订频道
UNSUBSCRJBE命令的行为和SUBSCRIBE命令的行为正好相反，当一个客户端退订某 个或某些频道的时候，服务器将从pubsub_channels中解除客户端与被退订频道之间的 关联：
程序会根据被退订频道的名字，在pubsub_channels字典中找到频道对应的订阅 者链表，然后从订阅者链表中删除退订客户端的信息。
如果删除退订客户端之后，频道的订阅者链表变成了空链表，那么说明这个频道已 经没有任何订阅者了，程序将从pubsub_channels字典中删除频道对应的键。
举个例子，假设pubsub_channels的当前状态如图所示
那么当客户端 client一10086执行命令
UNSUBSCRIBE "news.sport" "news.movie"
之后，图中用虚线包围的两个节点将被删除（如图所示）：
在pubsub_channels字典更新之后，client-10086的信息已经从"news. sport"频道和"news .mo"Vie"频道的订阅者链表中被删除了。
另外，因为删除client-10086之后，频道"news. movie"已经没有任何订阅 者，因此键"news.movie"也从字典中被删除了。
UNSUBSCRIBE命令的实现可以用以下伪代码来描述：
模式的订阅与退订
前面说过，服务器将所有频道的订阅关系都保存在服务器状态的pubsub_channels 属性里面，与此类似，服务器也将所有模式的订阅关系都保存在服务器状态的pubsub_ patterns属性里面：
pubsub_patterns属性是一个链表，链表中的每个节点都包含着一个pubsub Pattern结构，这个结构的pattern属性记录了被订阅的模式，而client属性则记录 了订阅模式的客户端：
图是一个pubsubPattern结构示例，它显示客户 端client-9正在订阅模式"news.*"。
图展示了一个pubsub_patterns链表示例，这 个链表记录了以下信息：
客户端client-7正在订阅模式"music.*"。
客户端client-8正在订阅模式"book.*"。
客户端client-9正在订阅模式"news.*"。
订阅模式
每当客户端执行PSUBSCRIBE命令订阅某个或某些模式的时候，服务器会对每个被订 阅的模式执行以下两个操作：
1)新建一个pubsubPattern结构，将结构的pattern属性设置为被订阅的模式， client属性设置为订阅模式的客户端。
2)将pubsubPattern结构添加到pubsub_patterns链表的表尾。举个例子，假 设服务器中pubsub_patterns链表的当前状态如图所示。
那么当客户端client-9执行命令
之后，pubsub_patterns链表将更至新图所示的状态，其中用虚线包围的是新添 加的pubsubPattern结构。
PSUBSCRJBE命令的实现原理可以用以下伪代码来描述：
退订模式
模式的退订命令PUNSCUBSCRIBE是PSUBSCRIBE命令的反操作：当一个客户端退订某 个或某些模式的时候，服务器将在pubsub_patterns链表中查找并删除那些pattern 属性为被退订模式，并且client属性为执行退订命令的客户端的pubsubPattern结构。
举个例子，假设服务器pubsub_patterns链表的当前状态如图所示。
当客户端client-9执行命令
PUNSUBSCRIBE "news.*"
之后，client属性为client-9, pattern属性为"news.*"的pubsubPattern结构 将被删除，pubsub_patterns链表将更新至图所示的样子。
PUNSUBSCRIBE命令的实现原理可以用以下伪代码来描述：
发送消息
当一个Redis客户端执行PUBLISH <channel> <message>命令将消息message 发送给频道channel的时候，服务器需要执行以下两个动作：
1)将消息message发送给channel频道的所有订阅者。
2)如果有一个或多个模式pattern与频道channel相匹配，那么将消息message 发送给pattern模式的订阅者。
将消息发送给频道订阅者
因为服务器状态中的pubsub_channels字典记录了所有频道的订阅关系，所以为 了将消息发送给channel频道的所有订阅者，PCJBLISH命令要做的就是在pubsub_ channels字典里找到频道channel的订阅者名单（一个链表），然后将消息发送给名单上的所有客户端。举个例子，假设服务器pubsub_channels字典当前的状态如图 所示。
如果这时某个客户端执行命令
PUBLISH "news.it" "hello"
那么PUBLISH命令将在pubsub_channels字典中查找键"news.it"对应的链表值， 并通过遍历链表将消息"hello"发送给"news.it"频道的三个订阅者： client-1、 client-2和client-3。
PUBLISH命令将消息发送给频道订阅者的方法可以用以下伪代码来描述：
将消息发送给模式订阅者
因为服务器状态中的pubsub_patterns链表记录了所有模式的订阅关系，所以为了 将消息发送给所有与channel频道相匹配的模式的订阅者，PUBLISH命令要做的就是遍 历整个pubsub_patterns链表，查找那些与channel频道相匹配的模式，并将消息发 送给订阅了这些模式的客户端。
举个例子，假设pubsub_patterns链表的当前状态如图所示。
如果这时某个客户端执行命令
PUBLISH "news.it" "hello"
那么PUBLISH命令会首先将消息"hello"发送给"news.it"频道的所有订阅者， 然后开始在pubsub_patterns链表中查找是否有被订阅的模式与"news.it＂频道相匹 配，结果发现"news.it"频道和客户端client-9订阅的"news.•"频道匹配，于是命 令将消息"hello"发送给客户端client-9。
PUBLISH命令将消息发送给模式订阅者的方法可以用以下伪代码来描述：
最后，PUBLISH命令的实现可以用以下伪代码来描述：
查看订阅信息
PUBSUB命令是Redis 2.8新增加的命令之一，客户端可以通过这个命令来查看频道或 者模式的相关信息，比如某个频道目前有多少订阅者，又或者某个模式目前有多少订阅者， 诸如此类。
以下三个小节将分别介绍PUBSUB命令的三个子命令，以及这些子命令的实现原理。
PUBSUB CHANNELS
PUBSUB CHANNELS [pattern]子命令用于返回服务器当前被订阅的频道，其中pattern 参数是可选的：
如果不给定pattern参数，那么命令返回服务器当前被订阅的所有频道。
如果给定pattern参数，那么命令返回服务器当前被订阅的频道中那些与pattern 模式相匹配的频道。
这个子命令是通过遍历服务器pubsub_channels字典的所有键（每个键都是一个被 订阅的频道），然后记录并返回所有符合条件的频道来实现的，这个过程可以用以下伪代码 来描述：
举个例子，对于图所示的pubsub _ channels字典 来说，执行PUBSUB CHANNELS命令将返回服务器目前 被订阅的四个频道：
另一方面，执行PUBSUB CHANNELS "news.[is]*"命令将返回"news.it"和"new-s.sport" 两个频道，因为只有这两个频道和"news.[is]*"模式相匹配：
PUBSUB NUMSUB
PUBSUB NUMSUB [channel-1 cnannel-2…channel-n]子命令接受任意多个频道作为输入参数，井返回这些频道的订阅者数量。
这个子命令是通过在pubsub_channels字典中找到频道对应的订阅者链表，然后返 回订阅者链表的长度来实现的（订阅者链表的长度就是频道订阅者的数量），这个过程可以 用以下伪代码来描述：
举个例子，对于图所示的pubsub_channels字典来说，对字典中的四个频道 执行PUBSUB NUMSUB命令将获得以下回复：
PUBSUB NUMPAT
PUBSUB NUMPAT子命令用于返回服务器当前被订阅模式的数量。
这个子命令是通过返回pubsub_patterns链表的长度来实现的，因为这个链表的长 度就是服务器被订阅模式的数量，这个过程可以用以下伪代码来描述：
举个例子，对于图所示的pubsub_patterns链表来说，执行PUBSUB NUMPAT 命令将返回3:
而对于图所示的pubsub_patterns 链表来说，执行PUBSUB NUMPAT命令将返回1: