zmq 发布/订阅模式的详解 python代码

发布/订阅模式的特点：
1.一个发布者，多个订阅者的关系，1：n；
2.当发布者数据变化时发布数据，所有订阅者均能够接收到数据并处理。
这就是发布/订阅模式。

1. 使用SUB设置一个订阅时，必须使用zmq_setsockopt()对消息进行过滤，例如：

服务端代码

import zmq
context = zmq.Context()
socket = context.socket(zmq.SUB)
socket.connect("tcp://localhost:5555")   #多个客户端连接同样的地址
socket.setsockopt(zmq.SUBSCRIBE,'123'.encode('utf-8'))  # 消息过滤  只接受123开头的信息
#socket.setsockopt(zmq.SUBSCRIBE,''.encode('utf-8'))  # 当zmq_setsockopt()的第二个参数设置为空时，表示不过滤任何消息
while True:
    response = socket.recv().decode('utf-8');
    print("response: %s" % response)

这是另外一种消息的过滤方法 （订阅邮编默认10001）

# Subscribe to zipcode, default is NYC, 10001
zip_filter = sys.argv[1] if len(sys.argv) > 1 else "10001"

# Python 2 - ascii bytes to unicode str
if isinstance(zip_filter, bytes):
    zip_filter = zip_filter.decode('ascii')
socket.setsockopt_string(zmq.SUBSCRIBE, zip_filter)

setsockopt的详细使用

http://api.zeromq.org/3-2:zmq-setsockopt

客户端代码

import zmq
import sys
context = zmq.Context()
socket = context.socket(zmq.PUB)
socket.bind("tcp://*:5555")

while True:
    msg = input("请输入要发布的信息：").strip()
    if msg == 'b':   #关闭连接的字符
        sys.exit()
    socket.send(msg.encode('utf-8'))
    time.sleep(1)

2. PUB-SUB模式是异步的
   订阅者调用zmq.send()来发送消息是会报错的，同样发布者使用zmq.recv()来接收消息也会报错。

3. PUB和SUB谁bind谁connect并无严格要求（虽本质并无区别），但仍建议PUB使用bind，SUB使用connect

4. 一个订阅者（subcriber）可以链接超过一个发布者（publisher）。数据到达后将交叉存取（公平队列），以保证发布者之间的数据不会淹没。
   连接多个发布者来接收需要的消息：

import sys
import zmq

#  Socket to talk to server
context = zmq.Context()
socket = context.socket(zmq.SUB)

print("Collecting updates from weather server...")
socket.connect("tcp://localhost:5556")
socket.connect("tcp://localhost:5557")

# Subscribe to zipcode, default is NYC, 10001
zip_filter = sys.argv[1] if len(sys.argv) > 1 else "10001"

# Python 2 - ascii bytes to unicode str
if isinstance(zip_filter, bytes):
    zip_filter = zip_filter.decode('ascii')
socket.setsockopt_string(zmq.SUBSCRIBE, zip_filter)

while True:
    string = socket.recv_string()
    #zipcode, temperature, relhumidity = string.split()
    print(string)

可以在发布者发送信息的开头来区分不同发布者发送的信息，客户端通过

subscriber.setsockopt(zmq.SUBSCRIBE, b"A")

来判断接收指定的发布者的数据

当订阅者订阅了不同类型的发布信息，为了保证互相不阻塞 有两种方法

import zmq
import time

# Prepare our context and sockets
context = zmq.Context()

# Connect to task ventilator
receiver = context.socket(zmq.PULL)
receiver.connect("tcp://localhost:5557")

# Connect to weather server
subscriber = context.socket(zmq.SUB)
subscriber.connect("tcp://localhost:5556")
subscriber.setsockopt(zmq.SUBSCRIBE, b"10001")

# Process messages from both sockets
# We prioritize traffic from the task ventilator
while True:

    # Process any waiting tasks
    while True:
        try:
            msg = receiver.recv(zmq.DONTWAIT)
        except zmq.Again:
            break
        # process task

    # Process any waiting weather updates
    while True:
        try:
            msg = subscriber.recv(zmq.DONTWAIT)
        except zmq.Again:
            break
        # process weather update
        
    time.sleep(0.01)

import zmq

# Prepare our context and sockets
context = zmq.Context()

# Connect to task ventilator
receiver = context.socket(zmq.PULL)
receiver.connect("tcp://localhost:5557")

# Connect to weather server
subscriber = context.socket(zmq.SUB)
subscriber.connect("tcp://localhost:5556")
subscriber.setsockopt(zmq.SUBSCRIBE, b"10001")

# Initialize poll set
poller = zmq.Poller()
poller.register(receiver, zmq.POLLIN)
poller.register(subscriber, zmq.POLLIN)

# Process messages from both sockets
while True:
    try:
        socks = dict(poller.poll())
    except KeyboardInterrupt:
        break

    if receiver in socks:
        message = receiver.recv()
        # process task

    if subscriber in socks:
        message = subscriber.recv()
        # process weather update

6. 如果一个发布者（publisher）没有任何订阅者（subcriber）连接，则发布者会简单的丢弃所有的消息。
7. 如果使用TCP同时订阅者（subcriber）很慢，这会导致消息在发布者（publisher）端排队，造成消息堆积影响程序性能，为了解决这个问题，需要合理设置high-water mark（高水位线）。
   定义：
   ZeroMQ使用HWM(高水位标志)的概念来定义其内部管道的容量。从套接字或进入套接字的每个连接都有自己的管道和用于发送和/或接收的HWM，具体取决于套接字类型。一些套接字(发布、推送)只有发送缓冲区。一些(SUB, PULL, REQ, REP)只有接收缓冲区。一些(经销商，路由器，对)有发送和接收缓冲区。
   当您的套接字到达其HWM时，它将根据套接字类型阻塞或删除数据。如果PUB和ROUTER套接字到达它们的HWM，它们将丢弃数据，而其他套接字类型将阻塞。

要注意的是，PUB、ROUTER套接字在到达HWM后会丢弃数据，其他的会阻塞。另外，inproc的transport，发送端和接收端共享同一个缓存，因此实际HWM是两者HWM之和。
下面是对必须处理未知订阅方的发布方来说的一个更明智的“最佳实践”：

总是给套接字设置一个基于期望的订阅方数量的最大值，你打算用于队列的内存的数量，和一个消息平均大小的高水位线。例如，如果你希望有5000个订阅方，有1G的内存可有，消息平均200字节，那么一个安全的高水位线应该是（1000000000/200/5000）=1000.

8. 从ZeroMQ v3.x版本开始，使用tcp://或者ipc://协议连接时会在发布者进行消息过滤，使用epgm://协议仍在订阅者过滤；在ZeroMQ v2.x，所有消息过滤都发生在订阅者。