Redis 入门到精通2

一、发布订阅模式

1. 概念：

   • 发布订阅（Publish/Subscribe）模式是一种消息通信模式，在这种模式中，发送者（发布者）不是直接将消息发送给特定的接收者（订阅者），而是将消息发布到一个特定的频道（channel），而对这个频道感兴趣的订阅者会接收到消息。

2. 特点：

   • 解耦发布者和订阅者：发布者不需要知道有哪些订阅者，订阅者也不需要知道消息是由谁发布的。
   • 异步通信：发布者和订阅者可以在不同的时间和地点进行操作，消息会在合适的时候被传递。
   • 多对多通信：多个发布者可以向同一个频道发布消息，多个订阅者可以订阅同一个频道。

3. 命令及示例：

   • SUBSCRIBE channel [channel...]：订阅一个或多个频道。

     SUBSCRIBE news
     

     输出：等待接收消息，当有发布者向“news”频道发布消息时，会显示消息内容。

   • PUBLISH channel message：向指定频道发布消息。

     PUBLISH news "Breaking news!"
     

     输出：返回订阅者的数量，表示有多少个订阅者接收到了这条消息。

4. 应用场景：

   • 实时通知：例如在社交网络中，当一个用户发布了新的状态，其他关注该用户的用户可以通过订阅特定的频道来接收通知。
   • 日志系统：可以将不同类型的日志发布到不同的频道，让订阅者根据需要进行处理。

二、消息队列 Stream

1. 概念：

   • Redis Stream 是 Redis 5.0 引入的一种新的数据类型，用于实现消息队列。它提供了一种可靠的、持久化的、可扩展的消息队列解决方案。

2. 特点：

   • 消息持久化：Stream 中的消息可以持久化到磁盘，即使 Redis 服务器重启，消息也不会丢失。
   • 消费者组：可以将多个消费者组成一个消费者组，每个消费者组可以独立地消费消息，实现负载均衡和高可用性。
   • 消息确认：消费者在处理完消息后需要进行确认，确保消息被正确处理。如果消费者在处理消息过程中出现故障，消息会重新分配给其他消费者进行处理。

3. 命令及示例：

   • XADD stream [MAXLEN [~] count] *|ID field value [field value...]：向 Stream 中添加消息。

     XADD mystream * name "John" age 30
     

     输出：返回生成的消息 ID。

   • XREAD [COUNT count] [BLOCK milliseconds] STREAMS stream1 [stream2...] ID [ID...]：读取 Stream 中的消息。

     XREAD BLOCK 0 STREAMS mystream $
     

     输出：显示读取到的消息内容，格式为一个数组，包含消息 ID 和字段值。

   • XGROUP CREATE stream groupname [MKSTREAM] [ID id]：创建消费者组。

     XGROUP CREATE mystream mygroup $
     

     输出：OK

   • XREADGROUP GROUP groupname consumer [COUNT count] [BLOCK milliseconds] STREAMS stream [stream...] ID [ID...]：消费者从消费者组中读取消息。

     XREADGROUP GROUP mygroup consumer1 COUNT 1 STREAMS mystream >
     

     输出：显示读取到的消息内容，格式为一个数组，包含消息 ID 和字段值。

   • XACK stream groupname id [id...]：消费者确认处理完消息。

     XACK mystream mygroup message_id
     

     输出：确认的消息数量。

4. 应用场景：

   • 分布式任务队列：可以将任务作为消息添加到 Stream 中，然后由多个消费者从不同的节点上进行处理。
   • 事件驱动架构：可以将各种事件发布到 Stream 中，让订阅者根据事件进行相应的处理。

三、详细示例

一、发布订阅模式

1. 引入依赖：
   • 如果使用 Maven，在pom.xml中添加以下依赖：

<dependency><groupId>redis.clients</groupId><artifactId>jedis</artifactId><version>4.4.0</version>
</dependency>

2. 发布者代码：

import redis.clients.jedis.Jedis;public class RedisPublisher {public static void main(String[] args) {// 创建一个 Jedis 实例，连接到本地 Redis 服务器，端口为 6379Jedis jedis = new Jedis("localhost", 6379);// 向名为 "news" 的频道发布消息 "Breaking news! Java example."jedis.publish("news", "Breaking news! Java example.");// 关闭 Jedis 连接jedis.close();}
}

3. 订阅者代码：

import redis.clients.jedis.Jedis;
import redis.clients.jedis.JedisPubSub;public class RedisSubscriber {public static void main(String[] args) {// 创建一个 Jedis 实例，连接到本地 Redis 服务器，端口为 6379Jedis jedis = new Jedis("localhost", 6379);// 创建一个 JedisPubSub 实例用于处理订阅的消息JedisPubSub pubSub = new JedisPubSub() {// 当接收到消息时，这个方法会被调用@Overridepublic void onMessage(String channel, String message) {// 打印接收到的消息，包括频道名和消息内容System.out.println("Received from channel " + channel + ": " + message);}};// 订阅名为 "news" 的频道，开始接收消息jedis.subscribe(pubSub, "news");}
}

二、消息队列 Stream

1. 引入依赖：与发布订阅模式相同。

2. 生产者代码：

import redis.clients.jedis.Jedis;public class RedisStreamProducer {public static void main(String[] args) {// 创建一个 Jedis 实例，连接到本地 Redis 服务器，端口为 6379Jedis jedis = new Jedis("localhost", 6379);// 定义 Stream 的名称String streamName = "mystream";// 使用 xadd 方法向 Stream 添加消息，"*"表示让 Redis 自动生成消息 IDString messageId = jedis.xadd(streamName, "*", "message", "Hello from Java Stream example.");// 打印添加的消息的 IDSystem.out.println("Added message with ID: " + messageId);// 关闭 Jedis 连接jedis.close();}
}

3. 消费者组创建代码：

import redis.clients.jedis.Jedis;public class RedisStreamCreateGroup {public static void main(String[] args) {// 创建一个 Jedis 实例，连接到本地 Redis 服务器，端口为 6379Jedis jedis = new Jedis("localhost", 6379);// 定义 Stream 的名称String streamName = "mystream";// 定义消费者组的名称String groupName = "mygroup";// 使用 xgroupCreate 方法创建消费者组，"0"表示从 Stream 的开头开始消费，true 表示如果 Stream 不存在则创建jedis.xgroupCreate(streamName, groupName, "0", true);// 关闭 Jedis 连接jedis.close();}
}

4. 消费者代码：

import redis.clients.jedis.Jedis;
import redis.clients.jedis.StreamEntry;
import redis.clients.jedis.StreamEntryID;import java.util.List;
import java.util.Map;public class RedisStreamConsumer {public static void main(String[] args) {// 创建一个 Jedis 实例，连接到本地 Redis 服务器，端口为 6379Jedis jedis = new Jedis("localhost", 6379);// 定义 Stream 的名称String streamName = "mystream";// 定义消费者组的名称String groupName = "mygroup";// 定义消费者的名称String consumerName = "consumer1";while (true) {// 使用 xreadGroup 方法从消费者组中读取消息，StreamEntryID.UNRECEIVED_ENTRY 表示从未读取过的消息开始，1 表示读取一条消息，"mystream"是要读取的 Stream 的名称List<StreamEntry> messages = jedis.xreadGroup(groupName, consumerName, StreamEntryID.UNRECEIVED_ENTRY, 1, "mystream");if (messages!= null &&!messages.isEmpty()) {// 获取第一条消息StreamEntry entry = messages.get(0);// 获取消息的字段Map<String, String> fields = entry.getFields();// 打印接收到的消息内容System.out.println("Received message: " + fields.get("message"));}}}
}

补充:

一、生产者

1. 定义：

   • 生产者是负责生成数据或任务的实体。在不同的场景下，生产者可以是一个线程、一个进程或者一个独立的系统。

2. 作用：

   • 生产者的主要任务是创建数据项或任务，并将其放入一个共享的数据结构或队列中，供其他实体（消费者）使用。

3. 示例：

   • 在一个工厂生产线上，生产产品的工人可以被视为生产者。他们不断地制造产品，并将其放置在传送带上，等待后续的加工或包装环节（消费者）进行处理。

二、消费者

1. 定义：

   • 消费者是负责处理数据或任务的实体。与生产者类似，消费者也可以是一个线程、一个进程或者一个独立的系统。

2. 作用：

   • 消费者从共享的数据结构或队列中获取数据项或任务，并对其进行处理。处理的方式可以根据具体的应用场景而定，例如进行计算、存储、发送到其他系统等。

3. 示例：

   • 在一个超市的仓库中，负责将货物从仓库中取出并摆放到货架上的员工可以被视为消费者。他们从仓库（共享的数据结构）中获取货物（数据项），并将其放置到货架上供顾客购买（处理数据项）。

在使用生产者和消费者模型时，通常需要考虑以下几个问题：

1. 同步：生产者和消费者需要进行同步，以确保数据的正确生产和消费。例如，当队列已满时，生产者需要等待消费者取出数据后才能继续生产；当队列为空时，消费者需要等待生产者生产数据后才能继续消费。
2. 互斥：在对共享数据结构进行操作时，需要确保生产者和消费者之间的互斥访问，以避免数据的不一致性。
3. 并发：生产者和消费者可以在不同的线程或进程中同时运行，以提高系统的效率和吞吐量。