redis的发布订阅模式

概要
redis的每个server实例都维护着一个保存服务器状态的redisServer结构
struct redisServer
{
    /* Pubsub */
    // 字典,键为频道,值为链表
    // 链表中保存了所有订阅某个频道的客户端
    // 新客户端总是被添加到链表的表尾
    dict *pubsub_channels;  /* Map channels to list of subscribed clients */
    // 这个链表记录了客户端订阅的所有模式的名字
    list *pubsub_patterns;  /* A list of pubsub_patterns */
};
pubsub_channels记录了所有客户端订阅的频道的信息。数据类型是dict,dict中的key代表了channel,而val存储了关注频道的所有clients。
redis的发布订阅模式

redis的发布订阅模式

订阅者通过sub命令订阅频道,server使用pub命令把消息推送到符合条件的pubsub_channels中。
内部数据结构
pubsub_channels是一个字典结构,字典内部使用hash表存储和索引数据。
实现字典的可选数据结构
    hash表:简单但是不稳定的基于数组的冲突解决法;简单且平均效率稳定的链式地址的冲突解决法;
    字典树:使用树结构。
redis采用hash的链式地址法作为实现,好处是直观、简单、可期待平均时间复杂度较小且平稳。
typedef struct dict {
    // 类型特定函数
    dictType *type;
    // 私有数据
    void *privdata;
    // 哈希表
    dictht ht[2];
    // rehash 索引
    // 当 rehash 不在进行时,值为 -1
    int rehashidx; /* rehashing not in progress if rehashidx == -1 */
    // 目前正在运行的安全迭代器的数量
    int iterators; /* number of iterators currently running */
} dict;
dict使用两个hash表进行索引,当进行rehash的时候使用ht[1]的hash表,其他时候都使用hd[0]的hash表。
使用的hash表的定义如下
typedef struct dictht {
    // 哈希表数组
    dictEntry **table;
    // 哈希表大小
    unsigned long size;
    // 哈希表大小掩码,用于计算索引值
    // 总是等于 size - 1
    unsigned long sizemask;
    // 该哈希表已有节点的数量
    unsigned long used;
} dictht;
table是一个存储dictEntry*指针的数组,table中的每一项都是一个指向DictEntry结构的指针,同时每一项也都带有一个指向下一项的指针。可以看出这是一个使用链地址法解决冲突的hash结构。
dictEntry的定义,包含key、value、next。
/*
 * 哈希表节点
 */
typedef struct dictEntry {
    // 键
    void *key;
    // 值
    union {
        void *val;
        uint64_t u64;
        int64_t s64;
    } v;
    // 指向下个哈希表节点,形成链表
    struct dictEntry *next;
} dictEntry;
客户端订阅频道
就是字典中插入新元素的过程
        // 关联示意图
        // {
        //  频道名        订阅频道的客户端
        //  'channel-a' : [c1, c2, c3],
        //  'channel-b' : [c5, c2, c1],
        //  'channel-c' : [c10, c2, c1]
        // }
        /* Add the client to the channel -> list of clients hash table */
        // 从 pubsub_channels 字典中取出保存着所有订阅了 channel 的客户端的链表
        // 如果 channel 不存在于字典,那么添加进去
        de = dictFind(server.pubsub_channels,channel);
        if (de == NULL) {
            clients = listCreate();
            dictAdd(server.pubsub_channels,channel,clients);
            incrRefCount(channel);
        } else {
            clients = dictGetVal(de);
        }
        // before:
        // 'channel' : [c1, c2]
        // after:
        // 'channel' : [c1, c2, c3]
        // 将客户端添加到链表的末尾
        listAddNodeTail(clients,c);
1.查询server是否包含指定频道
2.如果频道存在就获取频道指向的list地址;如果频道不存在,就创建频道和list
3.使用步骤2的list,将客户端添加到list的末尾。
完成这三步以后,server维护的发布订阅频道就新增了一个频道和关注的客户端,server发布时检测发布订阅字典,获取订阅客户端并依次发送。
server发布消息到channel
/* Send to clients listening for that channel */
    // 取出包含所有订阅频道 channel 的客户端的链表
    // 并将消息发送给它们
    de = dictFind(server.pubsub_channels,channel);
    if (de) {
        list *list = dictGetVal(de);
        listNode *ln;
        listIter li;
        // 遍历客户端链表,将 message 发送给它们
        listRewind(list,&li);
        while ((ln = listNext(&li)) != NULL) {
            redisClient *c = ln->value;
            // 回复客户端。
            // 示例:
            // 1) "message"
            // 2) "xxx"
            // 3) "hello"
            addReply(c,shared.mbulkhdr[3]);
            // "message" 字符串
            addReply(c,shared.messagebulk);
            // 消息的来源频道
            addReplyBulk(c,channel);
            // 消息内容
            addReplyBulk(c,message);
            // 接收客户端计数
            receivers++;
        }
    }
结合订阅者订阅的过程,发布过程就是一个查找订阅者并轮询发送消息给订阅者的过程。
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