Redis订阅功能底层实现机制解析（redis 订阅底层实现）

2023-05-14 19:27:30 订阅 解析 底层

Redis订阅功能：底层实现机制解析

Redis是一款功能较为强大的键值对存储型NoSQL数据库，除了常规的数据存储，Redis还提供了一种订阅/发布(pub/sub)模式，让客户端可以基于该模式实现实时数据的推送与拉取。本文将从底层机制出发，分析Redis订阅功能的实现原理，为读者深入了解Redis订阅功能提供帮助。

订阅基本概念

在Redis中，订阅功能的实现中共涉及到3组数据消费者与生产者：发布者(Publisher)、消费者(Subscriber)和消息队列(Channel)。其中，发布者可以将消息发布到一个或多个消息队列中，而消费者可以对感兴趣的消息队列进行订阅，从而实时地获取发布者发布的内容。

基于Redis实现订阅功能

Redis中的订阅功能基于内置命令实现，主要包括下列三个函数：

– SUBSCRIBE: 订阅给定的一个或多个消息队列。

– UNSUBSCRIBE：退订给定的消息队列。

– PUBLISH：将消息发布到指定的消息队列中。

在启用订阅功能之前，Redis会为每一个消息队列创建一份`pubsub`对象，用于记录订阅该队列的所有客户端的信息。`pubsub`对象中又维护了两个字典——一个字典用于记录订阅者对应的通信客户端，另一个字典用于记录所有可用消息队列。

接下来，让我们来看一下Redis订阅功能的具体实现分析：

（1）SUBSCRIBE命令

当客户端执行SUBSCRIBE命令时，Redis将会启动一个新线程，检查该客户端是否已经订阅了目标消息队列。如果客户端已订阅目标消息队列，则Redis只是更新该客户端的订阅状态；否则，Redis会将该客户端加入到客户端字典`client.dict`中，并将其订阅该消息队列的状态更新至`pubsub.dict`中。

相关代码如下：

void subscribeCommand(redisClient *c) {
    int j;
    for (j = 1; j argc; j++) {
        pubsubSubscribeChannel(c,c->argv[j]->ptr,sdslen(c->argv[j]->ptr));
    }
}

（2）PUBLISH命令

当有客户端执行PUBLISH命令，Redis会获取消息内容，将其封装成一个消息对象msg，而后将msg对象推入到目标消息队列的消息缓存列表中。在消息被推入缓存列表之前，Redis会将消息对象的`pub_client`属性设置成当前客户端，将消息对象的`channel`属性设置成目标消息队列。

相关代码实现如下：

long long publishCommand(redisClient *c) {
    dictEntry *de;
    long pubclients = 0;
    robj *channel = c->argv[1];
    robj *message = c->argv[2];
    int receivers = 0;

    /* 创建msg对象，装载消息ID和消息内容
    */
    unsigned char *payload = message->ptr;
    int payloadlen = sdslen(payload);
    unsigned char *tmp = zmalloc(payloadlen+1+sizeof(long long));
    long long msgid = getExpire(c->db);
    memcpy(tmp,&msgid,sizeof(long long));
    memcpy(tmp+sizeof(long long),payload,payloadlen);
    tmp[payloadlen+sizeof(long long)] = '\0';
    msg = createMessageObject(tmp,payloadlen+sizeof(long long));
    zfree(tmp);

    /* 将msg对象推入到目标消息队列的消息缓冲池中
    */
    if (dictFind(pubsub.channels,channel->ptr)) {
        list *list = dictGetVal(de);
        listAddNodeTl(list,msg);
        pubclients = listLength(list)-1;
        clients = list->head;
    }
    return pubclients;
}

（3）UNSUBSCRIBE命令

当有客户端执行UNSUBSCRIBE命令时，Redis会根据客户端提供的参数，取消客户端对指定消息队列的订阅。

相关代码实现如下：

void unsubscribeCommand(redisClient *c) {
    int j, count = 0;

    for (j = 1; j argc; j++) {
        if (c->flags & REDIS_MULTI) {
            if (unsubscribeMultiBulkEntry(c,c->argv[j]) == REDIS_OK)
                count++;
            }
            else {
                if (pubsubUnsubscribeChannel(c,c->argv[j]->ptr,sdslen(c->argv[j]->ptr),1))
                    count++;
            }
        }
    }
    c->reply = createLongIntegerObject(count);
}

结语

通过本文的分析，读者可以掌握 Redis 订阅功能的实现机制。了解 Redis 订阅功能的底层原理，有助于我们更好地使用 Redis 进行数据的实时推拉，并为后续的相关功能开发打下基础。

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