Redis的发布与订阅
Redis的发布与订阅功能由PUBLISH、SUBSCRIBE、PSUBSCRIBE等命令组成。
1 频道的订阅与退订
1.1订阅频道
命令：subscribe channel [channel..]
如subscribe “news.it”表示订阅了"news.it"频道
通过执行SUBSCRIBE命令，客户端可以订阅一个或多个频道，从而成为这些频道的订阅者（subscriber）：每当有其他客户端向被订阅的频道发送消息时（message）时，频道的所有订阅者都会收到这条消息。
当一个客户端执行SUBSCRIBE命令订阅某个或某些频道时，这个客户端与被订阅频道之间就建立起了一种订阅关系。
Redis将所有频道的订阅关系都保存在服务器状态的pubsub_channels字典（可以理解为redisServer中的一个map属性）里面，这个字典的键是某个被订阅的频道，而值是一个链表，链表的里面记录了所有订阅这个频道的客户端。
struct redisServer{
// ...
// 保存所有频道的订阅关系
dict *pubsub_channels;
// ...
}
例如，客户端1、2、3订阅了"news.it"频道，客户端4订阅了"news.sport"频道，客户端5、6订阅了“news.bussiness”频道，那么在pubsub_channels字典中的结构就如下图所示。
每当客户端执行SUBSCRIBE命令订阅某个或某些频道时，服务器都会根据客户端与被订阅的频道在pubsub_channels字典中进行关联。
- 如果频道已经有其他订阅者，那么他在pubsub_channels字典中必然有相应的订阅者链表，程序要做的就是将客户端添加到订阅者链表的末尾。
-
如果频道还没有任何订阅者，那么程序首先要在pubsub_channels字典中为频道创建一个键，并将这个键的值设置为空链表，然后再将客户端添加到链表，成为链表的第一个元素。
如果客户端7订阅了news.sport和news.movie频道，则pubsub_channels字典结构变成下图所示。
执行subscribe之后的pubsub_channels字典
1.2退订频道
UNSUBSCRIBE命令的行为和SUBSCRIBE命令的行为正好相反，当一个客户端退订某个或某些频道的时候，服务器将从pubsub_channels中解除客户端与被退订频道之间的关联：
- 程序会根据被退订频道的名字，在pubsub_channels字典中找到频道对应的订阅链表，然后从订阅链表中删除退订客户端的信息。
- 如果删除退订客户端后，频道的订阅链表变为空链表，那么说明这个频道已经没有任何订阅者了，程序将从pubsub_channels字典中删除频道对应的键。
2 模式的订阅与退订
2.1订阅模式
前面说到，服务器将所有频道的订阅关系都保存在服务器状态的pubsub_channels属性里面，与此类似，服务器也会将所有模式的订阅关系保存在服务器状态的pubsub_patterns属性里。
struct redisServer{
// ...
// 保存所有的订阅模式
list *pubsub_patterns;
// ...
}
pubsub_patterns属性是一个链表，链表中的每个节点都包含着一个pubsub_pattern结构，这个结构的pattern属性记录了被订阅的模式，而client属性记录了订阅模式的客户端：
typedef struct pubsubPattern{
// 订阅模式的客户端
redisClient *client;
// 被订阅的模式
robj *pattern;
}pubsubPattern
例如，客户端8、9、10分别订阅了"music.* "、"book.* " 、"news.* "模式，那么在pubsub_patterns链表结构就如下图所示
每当客户端执行PSUBSCIRBE命令订阅某个或某些模式的时候，服务器会对每个订阅模式执行以下两个操作：
- 新建一个pubsubPattern结构，将结构的pattern属性设置为订阅的模式，client属性设置为被订阅模式的客户端。
- 将pubsubPattern结构添加到pubsub_patterns链表的表尾部。
2.2 退订模式
退订模式和退订频道的原理类似，都是对链表节点删除操作，这里不再累述。
3 发送消息
当一个Redis客户端执行PUBLISH <channel> <message>命令将消息发送给频道<channel>的时候，服务器执行以下两个动作：
(1) 将消息message发送给channel频道的所有订阅者。
(2) 如果有一个或多个模式pattern与频道channel相匹配，那么消息message也会发送给pattern模式的订阅者。
例如，client-1订阅了“news.it”频道，client-2订阅了模式"news.* "，那么当有客户端执行publish "news.it" “hello”，那么client-1和client-2都会收到消息。
3.1 将消息发送给频道订阅者
因为服务器状态中的pubsub_channels字典记录了所有频道的订阅关系，所以为了将消息发送给channel频道的所有订阅者， PUBLISH命令要做的就是在pubsub_ channels字典里找到频道channel的订阅者名单（一个链表），然后将消息发送给名单上的所有客户端。
例如，某个客户端执行命令
publish "news.it" "hello"
那么PUBLISH命令会在pubsub_channels字典中查找键"news.it"对应的链表值，并通过遍历链表将消息"hello"发送给client-1、client-2、client-3。
3.2将消息发送给模式订阅者
因为服务器状态中的pubsub_patterns链表记录了所有模式的订阅关系，所以为了将消息发送给所有与channel频道相匹配的模式的订阅者，PUBLISH命令要做的就是遍历整个pubsub_patterns链表， 查找那些与channel频道相匹配的模式， 并将消息发 送给订阅了这些模式的客户端。
例如，某个客户端执行命令
publish "news.it" "hello"
那么PUBLISH命令会首先将消息"hello"发送给"news.it"频道的所有订阅者，然后开始在pubsub_patterns链表中查找是否有被订阅的模式与"news.it"频道相匹配， 结果发现"news.it"频道和客户端client-10订阅的"news.* "频道匹配， 于是命令将消息"hello"发送给客户端client-10。
4 查看订阅信息
PUBSUB命令是Redis 2.8新增的命令，客户端可以通过这个命令查看频道或者模式的相关信息。
4.1PUBSUB CHANNELS
PUBSUB CHANNELS [pattern]子命令用于返回服务器当前被订阅的频道，其中pattern参数是可选的：
- 如果不给定，则返回服务器当前被订阅的所有频道。
- 如果给定，那么命令返回服务器当前被订阅的频道中那些与pattern模式相匹配的频道。
这个子命令通过遍历服务器pubsub_channels字典的所有键（每个键都是一个被订阅的频道），然后记录并返回所有符合条件的频道来实现。
对于下图，如果执行pubsub channels，将返回：
(1) "news.it"
(2) "news.sport"
(3) "news.bussiness"
如果执行pubsub channels “news.[is]* ”,命令将返回：
(1) "news.it"
(2) "news.sport"
4.2 PUBSUB NUMSUB
PUBSUB NUMSUB [channel-1 channel-2 ...]子命令接受任意多个频道作为输入参数，并返回这些频道的订阅者数量。
这个子命令通过在pubsub_channels字典中找到频道对应的订阅者链表，然后返回订阅者链表的长度来实现的（订阅者链表的长度就是频道订阅者的数量）。
例如，对上图的pubsub_channels字典实例结构执行：pubsub numsub "news.it" "news sport" "news bussiness",将返回：
1) "news.it"
2) "3"
3) "news.sport"
4) "1"
5) "news.sport"
6) "2"
4.3 PUBSUB NUMPAT
PUBSUB NUMPAT子命令用于返回服务器当前订阅模式的数量。
这个子命令 通过返回pubsub_patterns链表的长度来实现的，因为这个链表的长度就是服务器订阅模式的数量。
对于下图，如果执行pubsub numpat，将返回
(integer) 3
5 小结
(1) 服务器状态在pubsub_channels字典保存了所有频道的订阅关系，在pubsub_patterns链表中保存了所有模式的订阅关系。
(2) 客户端向一个频道发送一条消息时，不仅所有订阅了该频道的客户端会接收到这条消息，与该频道相匹配的订阅模式的客户端也会收到这条消息。
(3) PUBSUB命令的三个子命令都是通过读取pubsub_patterns链表或pubsub_channels字典中的信息来实现的。
本文完
注：本文参考《Redis设计与实现》，如发现错误，请指正！
