本篇文章給大家帶來了關于redis的相關知識，其中主要介紹了關于怎么實現隊列的阻塞、延時、發布和訂閱的相關問題，下面一起來看一下，希望對大家有幫助。
推薦學習：redis
redis不僅可作為緩存服務器，還可以用作消息隊列。它的列表類型天生支持用作消息隊列。如下圖所示：
由于Redis的列表是使用雙向鏈表實現的，保存了頭節點和尾節點，所以在列表的頭部和尾部兩邊插入或獲取元素都是非?？斓模瑫r間復雜度為O(1)。
普通隊列
可以直接使用Redis的list數據類型實現消息隊列，只需簡單的兩個指令lpush和rpop或者rpush和lpop。
- lpush+rpop：左進右出的隊列
- rpush+lpop：左出右進的隊列
下面使用redis的命令來模擬普通隊列。
使用lpush命令生產消息：
>lpush queue:single 1"1">lpush queue:single 2"2">lpush queue:single 3"3"
使用rpop命令消費消息：
>rpop queue:single"1">rpop queue:single"2">rpop queue:single"3"
下面使用Java代碼來實現普通隊列。
生產者SingleProducer
package com.morris.redis.demo.queue.single;import redis.clients.jedis.Jedis;/** * 生產者 */public class SingleProducer { public static final String SINGLE_QUEUE_NAME = "queue:single"; public static void main(String[] args) { Jedis jedis = new Jedis(); for (int i = 0; i < 100; i++) { jedis.lpush(SINGLE_QUEUE_NAME, "hello " + i); } jedis.close(); }}
消費者SingleConsumer：
package com.morris.redis.demo.queue.single;import redis.clients.jedis.Jedis;import java.util.Objects;import java.util.concurrent.TimeUnit;/** * 消費者 */public class SingleConsumer { public static void main(String[] args) throws InterruptedException { Jedis jedis = new Jedis(); while (true) { String message = jedis.rpop(SingleProducer.SINGLE_QUEUE_NAME); if(Objects.nonNull(message)) { System.out.println(message); } else { TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(500); } } }}
上面的代碼已經基本實現了普通隊列的生產與消費，但是上述的例子中消息的消費者存在兩個問題：
- 消費者需要不停的調用rpop方法查看redis的list中是否有待處理的數據（消息）。每調用一次都會發起一次連接，有可能list中沒有數據，造成大量的空輪詢，導致造成不必要的浪費。也許你可以使用Thread.sleep()等方法讓消費者線程隔一段時間再消費，如果睡眠時間過長，這樣不能處理一些時效性要求高的消息，睡眠時間過短，也會在連接上造成比較大的開銷。
- 如果生產者速度大于消費者消費速度，消息隊列長度會一直增大，時間久了會占用大量內存空間。
阻塞隊列
消費者可以使用brpop指令從redis的list中獲取數據，這個指令只有在有元素時才返回，沒有則會阻塞直到超時返回null，于是消費端就不需要休眠后獲取數據了，這樣就相當于實現了一個阻塞隊列，
使用redis的brpop命令來模擬阻塞隊列。
>brpop queue:single 30
可以看到命令行阻塞在了brpop這里了，30s后沒數據就返回。
Java代碼實現如下：
生產者與普通隊列的生產者一致。
消費者BlockConsumer：
package com.morris.redis.demo.queue.block;import redis.clients.jedis.Jedis;import java.util.List;/** * 消費者 */public class BlockConsumer { public static void main(String[] args) { Jedis jedis = new Jedis(); while (true) { // 超時時間為1s List<String> messageList = jedis.brpop(1, BlockProducer.BLOCK_QUEUE_NAME); if (null != messageList && !messageList.isEmpty()) { System.out.println(messageList); } } }}
缺點：無法實現一次生產多次消費。
發布訂閱模式
Redis除了對消息隊列提供支持外，還提供了一組命令用于支持發布/訂閱模式。利用Redis的pub/sub模式可以實現一次生產多次消費的隊列。
發布：PUBLISH指令可用于發布一條消息，格式：
PUBLISH channel message
返回值表示訂閱了該消息的數量。
訂閱：SUBSCRIBE指令用于接收一條消息，格式：
SUBSCRIBE channel
使用SUBSCRIBE指令后進入了訂閱模式，但是不會接收到訂閱之前publish發送的消息，這是因為只有在消息發出去前訂閱才會接收到。在這個模式下其他指令，只能看到回復。
回復分為三種類型：
- 如果為subscribe，第二個值表示訂閱的頻道，第三個值表示是已訂閱的頻道的數量
- 如果為message(消息)，第二個值為產生該消息的頻道，第三個值為消息
- 如果為unsubscribe，第二個值表示取消訂閱的頻道，第三個值表示當前客戶端的訂閱數量。
下面使用redis的命令來模擬發布訂閱模式。
生產者：
127.0.0.1:6379> publish queue hello(integer) 1127.0.0.1:6379> publish queue hi(integer) 1
消費者：
127.0.0.1:6379> subscribe queue Reading messages... (press Ctrl-C to quit)1) "subscribe"2) "queue"3) (integer) 11) "message"2) "queue"3) "hello"1) "message"2) "queue"3) "hi"
Java代碼實現如下：
生產者PubsubProducer：
package com.morris.redis.demo.queue.pubsub;import redis.clients.jedis.Jedis;/** * 生產者 */public class PubsubProducer { public static final String PUBSUB_QUEUE_NAME = "queue:pubsub"; public static void main(String[] args) { Jedis jedis = new Jedis(); for (int i = 0; i < 100; i++) { jedis.publish(PUBSUB_QUEUE_NAME, "hello " + i); } jedis.close(); }}
消費者PubsubConsumer：
package com.morris.redis.demo.queue.pubsub;import redis.clients.jedis.Jedis;import redis.clients.jedis.JedisPubSub;/** * 消費者 */public class PubsubConsumer { public static void main(String[] args) throws InterruptedException { Jedis jedis = new Jedis(); JedisPubSub jedisPubSub = new JedisPubSub() { @Override public void onMessage(String channel, String message) { System.out.println("receive message: " + message); if(message.indexOf("99") > -1) { this.unsubscribe(); } } @Override public void onSubscribe(String channel, int subscribedChannels) { System.out.println("subscribe channel: " + channel); } @Override public void onUnsubscribe(String channel, int subscribedChannels) { System.out.println("unsubscribe channel " + channel); } }; jedis.subscribe(jedisPubSub, PubsubProducer.PUBSUB_QUEUE_NAME); }}
消費者可以啟動多個，每個消費者都能收到所有的消息。
可以使用指令UNSUBSCRIBE退訂，如果不加參數，則會退訂所有由SUBSCRIBE指令訂閱的頻道。
Redis還支持基于通配符的消息訂閱，使用指令PSUBSCRIBE (pattern subscribe)，例如：
psubscribe channel.*
用PSUBSCRIBE指令訂閱的頻道也要使用指令PUNSUBSCRIBE指令退訂，該指令無法退訂SUBSCRIBE訂閱的頻道，同理UNSUBSCRIBE也不能退訂PSUBSCRIBE指令訂閱的頻道。
同時PUNSUBSCRIBE指令通配符不會展開。例如：PUNSUBSCRIBE *不會匹配到channel.*，所以要取消訂閱channel.*就要這樣寫PUBSUBSCRIBE channel.*。
Redis的pub/sub也有其缺點，那就是如果消費者下線，生產者的消息會丟失。
延時隊列和優先級隊列
Redis中有個數據類型叫Zset，其本質就是在數據類型Set的基礎上加了個排序的功能而已，除了保存原始的數據value之外，還提供另一個屬性score，這一屬性在添加修改元素時候可以進行指定，每次指定后，Zset會自動重新按新的score值進行排序。
如果score字段設置為消息的優先級，優先級最高的消息排在第一位，這樣就能實現一個優先級隊列。
如果score字段代表的是消息想要執行時間的時間戳，將它插入Zset集合中，便會按照時間戳大小進行排序，也就是對執行時間先后進行排序，集合中最先要執行的消息就會排在第一位，這樣的話，只需要起一個死循環線程不斷獲取集合中的第一個元素，如果當前時間戳大于等于該元素的score就將它取出來進行消費刪除，就可以達到延時執行的目的，注意不需要遍歷整個Zset集合，以免造成性能浪費。
下面使用redis的zset來模擬延時隊列。
生產者：
127.0.0.1:6379> zadd queue:delay 1 order1 2 order2 3 order3(integer) 0
消費者：
127.0.0.1:6379> zrange queue:delay 0 0 withscores1) "order1"2) "1"127.0.0.1:6379> zrem queue:delay order1(integer) 1
Java代碼如下：
生產者DelayProducer：
package com.morris.redis.demo.queue.delay;import redis.clients.jedis.Jedis;import java.util.Date;import java.util.Random;/** * 生產者 */public class DelayProducer { public static final String DELAY_QUEUE_NAME = "queue:delay"; public static void main(String[] args) { Jedis jedis = new Jedis(); long now = new Date().getTime(); Random random = new Random(); for (int i = 0; i < 10; i++) { int second = random.nextInt(30); // 隨機訂單失效時間 jedis.zadd(DELAY_QUEUE_NAME, now + second * 1000, "order"+i); } jedis.close(); }}
消費者：
package com.morris.redis.demo.queue.delay;import redis.clients.jedis.Jedis;import redis.clients.jedis.Tuple;import java.util.Date;import java.util.List;import java.util.Set;import java.util.concurrent.TimeUnit;/** * 消費者 */public class DelayConsumer { public static void main(String[] args) throws InterruptedException { Jedis jedis = new Jedis(); while (true) { long now = new Date().getTime(); Set<Tuple> tupleSet = jedis.zrangeWithScores(DelayProducer.DELAY_QUEUE_NAME, 0, 0); if(tupleSet.isEmpty()) { TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(500); } else { for (Tuple tuple : tupleSet) { Double score = tuple.getScore(); long time = score.longValue(); if(time < now) { jedis.zrem(DelayProducer.DELAY_QUEUE_NAME, tuple.getElement()); System.out.println("order[" + tuple.getElement() +"] is timeout at " + time); } else { TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(500); } break; } } } }}
應用場景
- 延時隊列可用于訂單超時失效的場景
- 二級緩存（local+redis）中，當有緩存需要更新時，可以使用發布訂閱模式通知其他服務器使得本地緩存失效。
推薦學習：redis
