這篇文章主要介紹了redis如何實現(xiàn)隊列的阻塞、延時、發(fā)布和訂閱的相關(guān)知識，內(nèi)容詳細易懂，操作簡單快捷，具有一定借鑒價值，相信大家閱讀完這篇redis如何實現(xiàn)隊列的阻塞、延時、發(fā)布和訂閱文章都會有所收獲，下面我們一起來看看吧。
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Redis不僅可作為緩存服務(wù)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(xiàn)的，保存了頭節(jié)點和尾節(jié)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?，時間復(fù)雜度為O(1)。
可以直接使用Redis的list數(shù)據(jù)類型實現(xiàn)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(chǎn)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(xiàn)普通隊列。
生產(chǎn)者SingleProducer
重慶分公司
重慶分公司
package com.morris.redis.demo.queue.single;import redis.clients.jedis.Jedis;/**
* 生產(chǎn)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(jīng)基本實現(xiàn)了普通隊列的生產(chǎn)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(diào)用rpop方法查看redis的list中是否有待處理的數(shù)據(jù)（消息）。每調(diào)用一次都會發(fā)起一次連接，有可能list中沒有數(shù)據(jù)，造成大量的空輪詢，導(dǎo)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(chǎn)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(nèi)存空間。
消費者可以使用brpop指令從redis的list中獲取數(shù)據(jù)，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(shù)據(jù)了，這樣就相當(dāng)于實現(xiàn)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(shù)據(jù)就返回。
Java代碼實現(xiàn)如下：
生產(chǎn)者與普通隊列的生產(chǎn)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 messageList = jedis.brpop(1, BlockProducer.BLOCK_QUEUE_NAME);
if (null != messageList && !messageList.isEmpty()) {
System.out.println(messageList);
}
}
}} 缺點：無法實現(xiàn)一次生產(chǎn)多次消費。
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(fā)布/訂閱模式。利用Redis的pub/sub模式可以實現(xiàn)一次生產(chǎn)多次消費的隊列。
發(fā)布：PUBLISH指令可用于發(fā)布一條消息，格式：
PUBLISH channel message
返回值表示訂閱了該消息的數(shù)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(fā)送的消息，這是因為只有在消息發(fā)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(fù)。
回復(fù)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(shù)量
如果為message(消息)，第二個值為產(chǎn)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(dāng)前客戶端的訂閱數(shù)量。
下面使用redis的命令來模擬發(fā)布訂閱模式。
生產(chǎn)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(xiàn)如下：
生產(chǎn)者PubsubProducer：
package com.morris.redis.demo.queue.pubsub;import redis.clients.jedis.Jedis;/**
* 生產(chǎn)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(shù)，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(chǎn)者的消息會丟失。
Redis中有個數(shù)據(jù)類型叫Zset，其本質(zhì)就是在數(shù)據(jù)類型Set的基礎(chǔ)上加了個排序的功能而已，除了保存原始的數(shù)據(jù)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(shè)置為消息的優(yōu)先級，優(yōu)先級最高的消息排在第一位，這樣就能實現(xiàn)一個優(yōu)先級隊列。
如果score字段代表的是消息想要執(zhí)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(zhí)行時間先后進行排序，集合中最先要執(zhí)行的消息就會排在第一位，這樣的話，只需要起一個死循環(huán)線程不斷獲取集合中的第一個元素，如果當(dāng)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(zhí)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(chǎn)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(chǎn)者DelayProducer：
package com.morris.redis.demo.queue.delay;import redis.clients.jedis.Jedis;import java.util.Date;import java.util.Random;/**
* 生產(chǎn)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 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;
}
}
}
}} 延時隊列可用于訂單超時失效的場景
二級緩存（local+redis）中，當(dāng)有緩存需要更新時，可以使用發(fā)布訂閱模式通知其他服務(wù)器使得本地緩存失效。
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