Redis学习【7】之发布_订阅命令和事务

一 发布/订阅命令

1.1 消息系统

• 发布/订阅（pub/sub），是一种消息通信模式：发布者【消息生产者】，生产和发送消息到存储系统；订阅者【消息消费者】，从存储系统接收和消费消息。这个存储系统可以是文件系统 FS、消息中间件 MQ、数据管理系统 DBMS，也可以是 Redis。 整个消息发布者、订阅者与存储系统称为消息系统。
• 消息系统中的订阅者订阅了某类消息后，只要存储系统中存在该类消息，其就可不断的接收并消费这些消息。当存储系统中没有该消息后，订阅者的接收、消费阻塞。而当发布者将消息写入到存储系统后，会立即唤醒订阅者。当存储系统放满时，不同的发布者具有不同的处理方式：有的会阻塞发布者的发布，等待可用的存储空间；有的则会将多余的消息丢失。
• 不同的消息系统消息的发布/订阅方式也是不同的。例如 RocketMQ、Kafka 等消息中间件构成的消息系统中，发布/订阅的消息都是以主题 Topic 分类的。而 Redis 构成的消息系统中，发布/订阅的消息都是以频道 Channel 分类的。
  

1.2 subscribe

• 格式：SUBSCRIBE channel *channel …+
• 功能：Redis 客户端通过一个 subscribe 命令可以同时订阅任意数量的频道。在输出了订阅主题后，命令处于阻塞状态，等待相关频道的消息。
  
  

1.3 psubscribe

• 格式：PSUBSCRIBE pattern *pattern …+
• 功能：订阅一个或多个符合给定模式的频道
• 说明：这里的模式只能使用通配符 *。 如，it* 可以匹配所有以 it 开头的频道，如it.news、it.blog、it.tweets ；news.*可以匹配所有以 news.开头的频道。
  
  

1.4 publish

• 格式：PUBLISH channel message
• 功能：Redis 客户端通过一条 publish 命令可以发布一个频道的消息，返回值为接收到该消息的订阅者数量。
  

1.5 unsubscribe

• 格式：UNSUBSCRIBE *channel *channel …++
• 功能：Redis 客户端退订指定的频道
• 说明：如果没有频道被指定，会执行一个无参数的 unsubscribe 命令，客户端使用 SUBSCRIBE 命令订阅的所有频道都会被退订。在这种情况下，返回一个信息，告知客户端所有被退订的频道
  

1.6 punsubscribe

• 格式：PUNSUBSCRIBE *pattern *pattern …++
• 功能：退订一个或多个符合给定模式的频道
• 说明：这里的模式只能使用通配符 *。如果没有频道被指定，其效果与 SUBSCRIBE 命令相同，客户端将退订所有订阅的频道。
  

1.7 pubsub

• 格式：PUBSUB <subcommand> [argument *argument …++
• 功能：PUBSUB 是一个查看订阅与发布系统状态的内省命令集，它由数个不同格式的子命令组成

1.7.1 pubsub channels

• 格式：PUBSUB CHANNELS [pattern]
• 功能：列出当前所有的活跃频道。活跃频道指的是那些至少有一个订阅者的频道。
• 说明：pattern 参数是可选的。如果不给出 pattern 参数，将会列出订阅/发布系统中的所有活跃频道。如果给出 pattern 参数，那么只列出和给定模式 pattern 相匹配的那些活跃频道。pattern 中只能使用通配符*。
  

1.7.2 pubsub numsub

• 格式：PUBSUB NUMSUB [channel-1 … channel-N]
• 功能：返回给定频道的订阅者数量。不给定任何频道则返回一个空列表。
  

1.7.3 pubsub numpat

• 格式：PUBSUB NUMPAT
• 功能：查询当前 Redis 所有客户端订阅的所有频道模式的数量总和
  

二 Redis 事务

• Redis 的事务的本质是一组命令的批处理。这组命令在执行过程中会被顺序地、一次性全部执行完毕，只要没有出现语法错误，这组命令在执行期间是不会被中断。

2.1 Redis 事务特性

• Redis 的事务仅保证数据的一致性，不具有像 DBMS 一样的 ACID 特性。

• 不具备原子性：这组命令中的某些命令的执行失败不会影响其它命令的执行，不会引发回滚。
• 没有复杂的隔离级别：这组命令通过乐观锁机制实现了简单的隔离性。
• 与事务无关：这组命令的执行结果是被写入到内存的，是否持久取决于 Redis 的持久化策略。

Redis 事务实现

2.1.1 三个命令

• Redis 事务通过三个命令进行控制。
  • muti：开启事务
  • exec：执行事务
  • discard：取消事务

2.1.2 基本使用

• 下面是定义并执行事务的用法：事务执行后，再访问事务中定义的变量，其值是修改过后。
  
• 下面是定义但取消事务的举例：事务取消后，事务中的命令是没有执行的
  

2.2. Redis 事务异常处理

2.2.1 语法错误

• 当事务中的命令出现语法错误时，整个事务在 exec 执行时会被取消
  

2.2.2 执行异常

• 如果事务中的命令没有语法错误，但在执行过程中出现异常，该异常不会影响其它命令的执行。
  
  

2.3 Redis 事务隔离机制

2.3.1 需要事务隔离机制的原因

• 在并发场景下可能会出现多个客户端对同一个数据进行修改的情况，造成数据不一致的情况！
  • 如：有两个客户端 C 左与 C 右，C 左需要申请 40 个资源，C 右需要申请 30 个资源。它们首先查看了当前拥有的资源数量，即 resources 的值为50，都感觉资源数量可以满足自己的需求，于是修改资源数量，以占有资源。但结果却是资源出现了“超卖”情况。
    
• Redis 事务通过乐观锁机制实现了多线程下的执行隔离

2.3.2 隔离的实现

• Redis 通过 watch 命令再配合事务实现了多线程下的执行隔离
  
• 以上两个客户端执行的时间顺序为：
  

2.3.3 隔离的实现原理

1. 当某一客户端对 key 执行了 watch 后，系统就会为该 key 添加一个 version 乐观锁，并初始化 version。例如初值为 1.0。
2. 此后客户端 C 左将对该 key 的修改语句写入到了事务命令队列中，虽未执行，但其将该key 的 value 值与 version 进行了读取并保存到了当前客户端缓存。此时读取并保存的是version 的初值 1.0。
3. 此后客户端 C 右对该 key 的值进行了修改，这个修改不仅修改了 key 的 value 本身，同时也增加了 version 的值，例如使其 version 变为了 2.0，并将该 version 记录到了该 key信息中。
4. 此后客户端 C 左执行 exec，开始执行事务中的命令。不过，其在执行到对该 key 进行修改的命令时，该命令首先对当前客户端缓存中保存的 version 值与当前 key 信息中的version 值。如果缓存 version 小于 key 的 version，则说明客户端缓存的 key 的 value 已经过时，该写操作如果执行可能会破坏数据的一致性。所以该写操作不执行