Redisson 分布式锁实现之前置篇 → Redis 的发布/订阅 与 Lua

开心一刻

  我找了个女朋友,挺丑的那一种,她也知道自己丑,平常都不好意思和我一块出门

  昨晚,我带她逛超市,听到有两个人在我们背后小声嘀咕:“看咱前面,想不到这么丑都有人要。”

  女朋友听后,羞的满脸通红,我想女朋友虽然丑但是对我很好,我不会嫌弃她的

  后面两个人继续嘀咕:“是啊,那男人真丑!”

  卧槽,小丑竟是我自己!

写在前面

  Redis 客户端

  除了 Redis 自己提供的命令行工具:redis-cli,还有各种针对不同编程语言的客户端:Clients

  Java 语言的 Redis 客户端有很多,推荐使用的有:Jedis、lettuce、Redisson,而 Redisson 就是本文的主角之一

  环境准备

  Redis 版本:3.2.8

  Redisson 版本:3.13.6

  下文都是基于这两个版本来进行讲解的;不同的版本,功能、特性还是有所不同的,这点还是需要注意的

Redis 的发布/订阅

  官方文档:Redis Pub/Sub

  什么是发布/订阅

  Redis 提供了基于 “发布 / 订阅” 模式的消息机制,此种模式下,消息发布者和订阅者不进行直接通信,发布者向指定的频道发布消息,订阅该频道的每个客户端都可以收到该消息

  发布订阅模型如下:

    四个角色:发布者(Pub)、订阅者(Sub)、对两者解耦的中间方(Channel)、消息(Message)

    Sub 订阅 Channel,Pub 向 Channel 发布消息(Message),Sub 就能收到 Pub 发布的消息了

    以公众号为例,我们(Sub)订阅某个公众号(Channel),公众号作者(Pub)在公众号每发表一篇文章(Message),就会向我们推送这篇文章,我们就可以浏览这篇文章了

    当我们取消订阅了,它就不会再向我们推送这篇文章了;只要这个公众号一直在运行,就会一直有人订阅它或者取消订阅

  可以将发布/订阅理解成分布式版的观察者模式,关于观察者模式,大家可以查看:设计模式之观察者模式 → 事件机制的底层原理

  很多的 MQ 产品中都存在发布/订阅模式,只是各自的实现有细微差别

  Redis 中发布/订阅相关的命令只有 6 个,我们在 redis-cli 下一个一个来看

  SUBSCRIBE

  通过该命令,客户端可以订阅一个或多个频道

  基本语法: subscribe channel [channel ...] 

  假设我们订阅频道:channel:1,可以如下操作

  关于订阅命令(subscribe、psubscribe)有两点需要注意

    1、客户端在执行订阅命令后进入了订阅状态,只能接收 subscribe、psubscribe、unsubscribe、punsubscribe 这四个命令

      在 redis-cli 下更是表现为阻塞状态,只能接收消息,不能输入任何命令

      但是我们要明白,redis 客户端除了 redis-cli,还很多针对不同编程语言的客户端

      实际应用中,redis-cli 用的非常少,用的多的还是各种编程语言的 Redis 客户端

    2、新开启的订阅客户端,无法接收到该频道之前的消息,因为 Redis 不会持久化发布的消息

  PUBLISH

  通过该命令,客户端可以向某个频道发布一条消息

  基本语法: publish channel message 

  假设我们向频道:channel:1 发布消息,可以如下操作

  返回值: (integer) 1 表示有 1 个订阅者收到了消息

  我们再看看之前的订阅客户端,收到了发布的消息

  UNSUBSCRIBE

  通过此命令,客户端可以取消对指定频道的订阅,取消成功后不再接收该频道发布的消息

  基本语法: unsubscribe [channel [channel ...]] 

  我们取消对频道:channel:1 的订阅,可以如下操作

  

  PSUBSCRIBE

  按照模式订阅,可以理解成正则匹配订阅

  subscribe 只能订阅一个或多个具体的频道,不能按正则匹配订阅,而此命令正好弥补这个空缺

  基本语法: psubscribe pattern [pattern ...] 

  我们订阅以 channel:u 开头的所有频道,可以如下操作

  此时,我们向频道:channel:user 发布消息,那么此客户端也能收到消息

  PUNSUBSCRIBE

  按照模式取消订阅,可以理解成正则匹配取消订阅

  unsubscribe 只能对一个或多个具体的频道取消订阅,不能按正则匹配来取消订阅,而此命令正好弥补这个空缺

  基本语法: punsubscribe [pattern [pattern ...]] 

  我们对 channel:r 开头的所有频道取消订阅,可以如下操作

  我们可以将 psubscribe、punsubscribe 与 subscribe、unsubscribe 进行类比,便于理解

  PUBSUB

  该命令用于查看订阅与发布系统状态,它由数个不同格式的子命令组成

  基本语法: pubsub subcommand [argument [argument ...]] 

  该命令用法比较灵活,常用的功能有如下几个

  1、查看活跃的频道

    活跃的频道指的是当前频道至少有一个订阅者

    基本语法: pubsub channels [pattern] ,其中 [pattern] 是可以指定具体的模式

    查看所有活跃的频道,可以如下操作

    查看符合某种模式的活跃频道,可以如下操作

  2、查看频道订阅数

    基本语法: pubsub numsub [channel ...] 

    channel:1 频道的订阅数是 1,channel:user 频道的订阅数也是 1

  3、查看模式订阅数

    基本语法: pubsub numpat 

    返回的不是订阅模式的客户端的数量, 而是客户端订阅的所有模式的数量总和

  Redisson 发布/订阅

  上面讲了那么多,其实都是在 redis-cli 下自嗨,如何在实际项目中应用起来了,我们基于 Redisson 来实现个简单示例

  订阅端

  发布端

  完整代码:pubsub,执行结果如下

  至此,相信大家对 Redis 的发布/订阅有了一定的了解了

Redis 的 Lua

  官方文档:Redis Lua scripting

  关于 Lua,本文不作详细介绍;语法比较简单,基本都能看懂,感兴趣的可以去看它的官方文档:Lua Documentation

  Redis 提供了一系列的命令供我们使用:Redis Commands,基本上能满足我们的绝大部分需求

  但是,总有一些特殊的需求游离在三界之外,不在五行之中,不能通过其中的某个命令直接实现

  有人可能就会说了:一个命令不行,那就多个命令组合实现嘛

  但是,我们需要考虑到:多个命令组合能保证原子性吗,如果有逻辑处理又该怎么办?

  Redis 早已替我们想好了解决办法,那就是:Lua 脚本

  在 Redis 中执行 Lua 脚本有两种方法:eval 和 evalsha

  eval

  基本语法: eval script numkeys key [key ...] arg [arg ...] 

    其中 script 表示 Lua 脚本,numkeys 表示 key 个数

  通过一个具体案例,我们就能理解了

    其中表示 .. 表示连接两个字符串

  如果 Lua 脚本太长,还可以使用 redis-cli --eval 直接执行文件

  基本语法: redis-cli --eval script key [key...] , arg [arg ...] 

  注意:key 与 arg 之间是  ,  ,英文逗号前后都有一个空格

  hello.lua 文件内容: return 'hello '..KEYS[1]..ARGV[1] 

  evalsha

  除了 eval,Redis 还提供了 evalsha 来执行 Lua 脚本

  基本语法: evalsha sha1 numkeys key [key ...] arg [arg ...] 

  使用 evalsha 之前需要将 Lua 脚本加载到 Redis 服务端,得到该脚本的 SHA1 校验和,然后将 SHA1 作为 evalsha 的入参执行对应的 Lua 脚本

  脚本会常驻 Redis 服务端,客户端执行脚本时不需要每次都传递脚本到服务端,使得脚本得以复用,降低了参数传递的开销

  加载脚本基本语法: redis-cli script load script 

  得到 SHA1: 5a8bcaa0ac71ab25ea5c504d61964859fffc20ce ,再执行 evalsha 命令

  Lua 的 Redis API

  Lua 可以使用 redis.call 函数实现对 Redis 命令的调用,例如:

  另外还可以使用 redis.pcall 函数实现对 Redis 命令的调用

  redis.call 和 redis.pcall 的区别在于,如果 redis.call 执行失败,那么脚本执行结束会直接返回错误,而 redis.pcall 会忽略错误继续执行脚本

  Lua 带来的好处

  Lua 为 Redis 开发和运维人员带来了如下三个好处:

    1、Lua 脚本在 Redis 中是原子执行的,执行过程中不会插入其他命令

    2、通过 Lua 脚本,我可以创造出自己定制的命令,并可以将这些命令常驻在内存,实现复用

    3、Lua 脚本可以将多条命令一次性打包,有效减少网络开销

  Redisson Lua

  基于 Redisson,我们来看看 Lua 的简单使用

  完整代码:LuaDemo,执行结果如下:

  LuaDemo.java 中有个方法 distLockTest ,有兴趣的可以看看,对理解 Redisson 分布式锁的实现有帮助

细节疑问

  给大家留两个问题

  1、客户端未主动取消订阅,而是直接断开连接,Redis 服务端会如何处理该客户端订阅的那些频道

  2、lua 脚本保证的是执行该脚本的过程中,不能有其他命令插入,但是如果脚本中的某个命令出错了,Redis 会如何处理

总结

  1、Redis 发布订阅模式可以类比观察者模式,便于理解

    涉及 4 个角色,理清楚它们各自的作用就好理解了

  2、Lua 在 Redis 中非常灵活,相当于给我们留了一个自定义命令的接口

  3、Redis 客户端有很多,我们不能只局限于 redis-cli

参考

  《Redis开发与运维》

posted @ 2021-06-16 09:04  青石路  阅读(495)  评论(4编辑  收藏  举报