Redis-04独立功能的实现

1、发布与订阅

介绍：

• Redis的发布与订阅功能由PUBLISH、SUBSCRIBE、PSUBSCRIBE等命令组成。
• 通过SUBSCRIBE命令，客户端可以订阅一个或多个频道，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（message）时，频道的所有订阅者都会收到这条消息

常用命令：

• 订阅频道

  • SUBSCRIBE

  • 当一个客户端执行SUBSCRIBE命令订阅某个或某些频道的时候，这个客户端与被订阅频道之间就建立起了一种订阅关系

• 退订频道

  • UNSUBSCRIBE

  • 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

• 订阅模式

  • PSUBSCRIBE

• 退订模式

  • PUNSUBSCRIBE

• 发送消息

  • PUBLISH

    • 将消息message发送给频道channel

• 查看订阅信息

  • PUBSUB

    • PUBSUB CHANNELS [pattern]

      • 用于返回服务当前被订阅的频道，pattern参数可选，用于匹配指定频道

    • PUBSUB NUMSUB

      • 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

    • PUBSUB NUMPAT

      • 用于返回服务器当前被订阅模式的数量

订阅频道

有A、B、C三个客户端都执行了命令：【订阅频道】

# 客户端订阅news.it频道
SUBSCRIBE "news.is"

向频道中发送消息

# 向 “news.is” 频道中发送 Hello Redis
PUBLISH "news.is" "Hello Redis"

执行效果如下：

频道news.is与ABC 三个订阅者：

向news.is 频道发送消息：

2、事务

Redis通过MULTI、EXEC、WATCH等命令来实现事务（transaction）功能。

事务支持：将多个命令请求打包，然后一次性、按顺序地执行多个命令的机制，并且在事务执行期间，保证事务之间的隔离性

例如以下简单事务执行流程：

# 通过MULTI开启一个事务
127.0.0.1:6379> MULTI
OK
127.0.0.1:6379(TX)> SET "name" "PP419"
QUEUED
127.0.0.1:6379(TX)> GET "name"
QUEUED
127.0.0.1:6379(TX)> SET "author" "AtwoodPa"
QUEUED
127.0.0.1:6379(TX)> GET "author"
QUEUED
# EXEC 结束并提交（commit）事务
127.0.0.1:6379(TX)> EXEC
1) OK
2) "PP419"
3) OK
4) "AtwoodPa"

2.1、事务的实现

一个事务从开始到结束会经历三个阶段：

1. 事务开始

2. 命令入队

3. 事务执行

2.1.1、事务开始

MULTI命令的执行标志着事务的开始，MULTI命令可以将执行该命令的客户端从非事务状态切换到事务状态，这一切换是通过在客户端状态的flags属性中打开REDIS_MULTI标识来完成的。

MULTI命令实现的伪代码如下：

def MULTI() :
    # 打开事务标识
    client.flags |= REDIS_MULTI

    # 返回OK回复
    replyOK()

2.1.2、命令入队

当一个客户端处于非事务状态时，该客户端发送的命令会被服务器立即执行。

但是，当一个客户端切换到事务状态之后，服务器会根据这个客户端发来的不同命令执行不同的操作：

• 立即执行

  • EXEC

  • DISCARD

  • WATCH

  • MULTI

• 存入队列

  • 除了上面四种立即执行命令之外，服务器不会立即执行命令

  • 将这个命令放入一个事务队列中，然后向客户端返回QUEUED

    • 事务队列以先进先出（FIFO）的方式保存入队命令

    • 较先入队的命令会被放到数组的前面

    • 较后入队的命令会被放到数组的后面

2.1.3、事务执行

当一个处于事务状态的客户端向服务器发送EXEC命令时，这个EXEC命令将立即被服务器执行。

服务器会遍历客户端的事务队列，执行队列中保存的所有命令，最后将执行命令所得的结果全部返回给客户端

3、Lua脚本

使用lua+aop实现限流：https://www.cnblogs.com/atwood-pan/p/17418814.html

通过在服务器中嵌入Lua环境，Redis客户端可以使用Lua脚本，直接在服务端原子地执行多个Redis命令。

Redis使用串行化的方式来执行Redis命令，在任何特定时间内，最多都只会有一个脚本能够被放进Lua环境中运行，所以整个Redis服务器只需要创建一个Lua环境即可。

Redis中与Lua环境进行协作有两个组件：

• 执行组件

  • 该组件是负责执行Lua脚本中包含的Redis命令的伪客户端

    • redis.call

    • redis.pcall

  • 了解服务器与Lua环境的交互过程

• 存储组件

  • 该组件时负责保存传入服务器的Lua脚本的脚本字典

  • 理解SCRIPT EXISTS命令和脚本复制功能的实现原理

脚本管理命令：

• SCRIPT FLUSH

  • 用于清除服务器中所有和Lua脚本有关的信息，会释放并重建lua_scripts字典，关闭现有的Lua环境并重新创建一个新的Lua环境

• SCRIPT EXISTS

  • 根据输入的SHA1校验和，检查和对应的脚本是否存在于服务器中

• SCRIPT LOAD

  • 在Lua环境中为脚本创建相对应的函数，然后再将脚本保存到lua_scripts字典里面，之后用于载入脚本

• SCRIPT KILL

  • 结合lua-time-limit配置选项，停止未执行过任何写入操作超时运行的脚本

4、排序

Redis的SORT命令可以对列表键、集合键或者有序集合键的值进行排序

列表键排序：

# 向列表中插入5个元素
127.0.0.1:6379> RPUSH numbers 5 3 1 4 2
(integer) 5
# 按插入顺序排列的列表元素
127.0.0.1:6379> LRANGE numbers 0 -1
1) "5"
2) "3"
3) "1"
4) "4"
5) "2"
# 按值从小到大有序排列的列表元素
127.0.0.1:6379> SORT numbers
1) "1"
2) "2"
3) "3"
4) "4"
5) "5"

对包含字符串的集合键进行排序：

# 添加7个元素
127.0.0.1:6379> SADD alphabet a b c d e f g
(integer) 7
# 乱序排序的集合元素
127.0.0.1:6379> SMEMBERS alphabet
1) "c"
2) "a"
3) "e"
4) "b"
5) "d"
6) "g"
7) "f"
# 排序后的集合元素
127.0.0.1:6379> SORT alphabet ALPHA
1) "a"
2) "b"
3) "c"
4) "d"
5) "e"
6) "f"
7) "g"

使用BY命操作有序集合的权重：

# 向有序集合中，添加三个带有权重的值
127.0.0.1:6379> ZADD test-result 3.0 jack 3.5 peter 4.0 tom
(integer) 3
# 按元素的分值排列
127.0.0.1:6379> ZRANGE test-result 0 -1
1) "jack"
2) "peter"
3) "tom"
# 为各个元素设置序号
127.0.0.1:6379> MSET peter_number 1 tom_number 2 jack_number 3
OK
# 使用BY命令，以序号为权重，对有序集合中的元素进行排序
127.0.0.1:6379> SORT test-result BY *_number
1) "peter"
2) "tom"
3) "jack"