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65- Redis 实战 - 频道的订阅与退订

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。

Redis 将所有频道的订阅关系都保存在服务器状态的 pubsub_channels 字典里面， 这个字典的键是某个被订阅的频道， 而键的值则是一个链表， 链表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;

    // ...

};

比如说， 图 IMAGE_PUBSUB_CHANNELS 就展示了一个 pubsub_channels 字典示例， 这个字典记录了以下信息：

  • client-1 、 client-2 、 client-3 三个客户端正在订阅 "news.it" 频道。
  • 客户端 client-4 正在订阅 "news.sport" 频道。
  • client-5 和 client-6 两个客户端正在订阅 "news.business" 频道。

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订阅频道

每当客户端执行 SUBSCRIBE 命令， 订阅某个或某些频道的时候， 服务器都会将客户端与被订阅的频道在 pubsub_channels 字典中进行关联。

根据频道是否已经有其他订阅者， 关联操作分为两种情况执行：

  • 如果频道已经有其他订阅者， 那么它在 pubsub_channels 字典中必然有相应的订阅者链表， 程序唯一要做的就是将客户端添加到订阅者链表的末尾。
  • 如果频道还未有任何订阅者， 那么它必然不存在于 pubsub_channels 字典， 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。

举个例子， 假设服务器 pubsub_channels 字典的当前状态如图 IMAGE_PUBSUB_CHANNELS 所示， 那么当客户端 client-10086 执行命令：

SUBSCRIBE "news.sport" "news.movie"

之后，pubsub_channels 字典将更新至图 IMAGE_AFTER_SUBSCRIBE 所示的状态， 其中用虚线包围的是新添加的节点：

  • 更新后的 pubsub_channels 字典新增了 "news.movie" 键， 该键对应的链表值只包含一个 client-10086 节点， 表示目前只有 client-10086一个客户端在订阅 "news.movie" 频道。
  • 至于原本就已经有客户端在订阅的 "news.sport" 频道， client-10086 的节点放在了频道对应链表的末尾， 排在 client-4 节点的后面。

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SUBSCRIBE 命令的实现可以用以下伪代码来描述：

def subscribe(*all_input_channels):

    # 遍历输入的所有频道
    for channel in all_input_channels:

        # 如果 channel 不存在于 pubsub_channels 字典（没有任何订阅者）
        # 那么在字典中添加 channel 键，并设置它的值为空链表
        if channel not in server.pubsub_channels:
            server.pubsub_channels[channel] = []

        # 将订阅者添加到频道所对应的链表的末尾
        server.pubsub_channels[channel].append(client)

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者链表， 然后从订阅者链表中删除退订客户端的信息。
  • 如果删除退订客户端之后， 频道的订阅者链表变成了空链表， 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。

举个例子， 假设 pubsub_channels 的当前状态如图 IMAGE_BEFORE_UNSUBSCRIBE 所示， 那么当客户端 client-10086 执行命令：

UNSUBSCRIBE "news.sport" "news.movie"

之后，图中用虚线包围的两个节点将被删除， 如图 IMAGE_AFTER_UNSUBSCRIBE 所示：

  • 在 pubsub_channels 字典更新之后， client-10086 的信息已经从 "news.sport" 频道和 "news.movie" 频道的订阅者链表中被删除了。
  • 另外， 因为删除 client-10086 之后， 频道 "news.movie" 已经没有任何订阅者， 因此键 "news.movie" 也从字典中被删除了。

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UNSUBSCRIBE 命令的实现可以用以下伪代码来描述：

def unsubscribe(*all_input_channels):

    # 遍历要退订的所有频道
    for channel in all_input_channels:

        # 在订阅者链表中删除退订的客户端
        server.pubsub_channels[channel].remove(client)

        # 如果频道已经没有任何订阅者了（订阅者链表为空）
        # 那么将频道从字典中删除
        if len(server.pubsub_channels[channel]) == 0:
            server.pubsub_channels.remove(channel)