Redis实现消息队列的4种方案

Posted 2020-12-10 Tracydzf

原文链接：Redis实现消息队列的方案

Redis作为内存中的数据结构存储，常用作数据库、缓存和消息代理。它支持数据结构，如 字符串，散列，列表，集合，带有范围查询的排序集（sorted sets），位图（bitmaps），超级日志（hyperloglogs），具有半径查询和流的地理空间索引。Redis具有内置复制，Lua脚本，LRU驱逐，事务和不同级别的磁盘持久性，并通过Redis Sentinel和Redis Cluster自动分区。

为了实现其出色的性能，Redis使用内存数据集（in-memory dataset）。

MQ应用有很多，比如ActiveMQ,RabbitMQ,Kafka等，但是也可以基于redis来实现，可以降低系统的维护成本和实现复杂度，本篇介绍redis中实现消息队列的几种方案。

• 基于List的 LPUSH+BRPOP 的实现
• PUB/SUB，订阅/发布模式
• 基于Sorted-Set的实现
• 基于Stream类型的实现

基于异步消息队列List lpush-brpop(rpush-blpop)

使用rpush和lpush操作入队列，lpop和rpop操作出队列。

List支持多个生产者和消费者并发进出消息，每个消费者拿到都是不同的列表元素。

但是当队列为空时，lpop和rpop会一直空轮训，消耗资源；所以引入阻塞读blpop和brpop（b代表blocking），阻塞读在队列没有数据的时候进入休眠状态，

一旦数据到来则立刻醒过来，消息延迟几乎为零。

注意

你以为上面的方案很完美？还有个问题需要解决：空闲连接的问题。

如果线程一直阻塞在那里，Redis客户端的连接就成了闲置连接，闲置过久，服务器一般会主动断开连接，减少闲置资源占用，这个时候blpop和brpop或抛出异常，

所以在编写客户端消费者的时候要小心，如果捕获到异常，还有重试。

缺点：

• 做消费者确认ACK麻烦，不能保证消费者消费消息后是否成功处理的问题（宕机或处理异常等），通常需要维护一个Pending列表，保证消息处理确认。
• 不能做广播模式，如pub/sub，消息发布/订阅模型
• 不能重复消费，一旦消费就会被删除
• 不支持分组消费

如何实现：Redis应用-异步消息队列与延时队列

PUB/SUB,订阅/发布模式

SUBSCRIBE，用于订阅信道

PUBLISH，向信道发送消息

UNSUBSCRIBE，取消订阅

此模式允许生产者只生产一次消息，由中间件负责将消息复制到多个消息队列，每个消息队列由对应的消费组消费。

优点

典型的广播模式，一个消息可以发布到多个消费者

多信道订阅，消费者可以同时订阅多个信道，从而接收多类消息

消息即时发送，消息不用等待消费者读取，消费者会自动接收到信道发布的消息

缺点

消息一旦发布，不能接收。换句话就是发布时若客户端不在线，则消息丢失，不能寻回

不能保证每个消费者接收的时间是一致的

若消费者客户端出现消息积压，到一定程度，会被强制断开，导致消息意外丢失。通常发生在消息的生产远大于消费速度时

可见，Pub/Sub 模式不适合做消息存储，消息积压类的业务，而是擅长处理广播，即时通讯，即时反馈的业务。

基于Sorted-Set的实现

Sortes Set(有序列表)，类似于java的SortedSet和HashMap的结合体，一方面她是一个set，保证内部value的唯一性，另一方面它可以给每个value赋予一个score，代表这个value的

排序权重。内部实现是“跳跃表”。

有序集合的方案是在自己确定消息顺ID时比较常用，使用集合成员的Score来作为消息ID，保证顺序，还可以保证消息ID的单调递增。通常可以使用时间戳+序号的方案。确保了消息ID的单调递增，利用SortedSet的依据

Score排序的特征，就可以制作一个有序的消息队列了。

优点

就是可以自定义消息ID，在消息ID有意义时，比较重要。

缺点

缺点也明显，不允许重复消息（因为是集合），同时消息ID确定有错误会导致消息的顺序出错。

基于Stream类型的实现

 

 剩下的东西有待补充