標籤：redis 高效能分布式緩衝 發布訂閱 事務 nosql
發布與訂閱Redis通過發布訂閱提供一對多甚至是多對多的節點訊息通訊，發布訂閱由PUBLISH、SUBSCRIBE、PSUBSCRIBE、PUBSUB等命令組成。
- SUBSCRIBE命令：訂閱某頻道，在redisServer結構中通過pubsub_channels字典屬性儲存當前伺服器所有頻道的訂閱關係，字典鍵時頻道名稱，字典值是一個鏈表，記錄了所有訂閱這個頻道的用戶端。
- UNSUBSCRIBE命令：退訂頻道，調用該命令之後，會把訂閱關係從pubsub_channels中刪掉，如果鍵對應的鏈表為空白了，則把鍵從字典中刪除。
- PSUBSCRIBE命令：訂閱模式，伺服器將所有的模式訂閱關係儲存在redisServer結構的pubsub_patterns屬性中，該屬性是一個鏈表，每個鏈表節點包含一個pubsubPattern結構，該結構記錄了被訂閱的模式和訂閱該模式的用戶端。
- PUNSUBSCRIBE命令：退訂模式，調用該命令之後，伺服器會遍曆pubsub_patterns鏈表，把用戶端和模式都匹配的那個節點刪除。
- PUBLISH命令：發送訂閱訊息，伺服器接收到該命令之後，先遍曆pubsub_channels找出頻道訂閱者，把訊息發送給所有頻道訂閱者，然後遍曆pubsub_patterns找出與channel匹配的模式，並將訊息發送給訂閱了這些模式的用戶端。
- PUBSUB命令，查看訂閱資訊包含下面三個子命令：
- PUBSUB CHANNLES [pattern]：返回當前伺服器被訂閱的頻道，如指定pattern，則返回與模式比對的頻道
- PUBSUB NUMSUB [channel-1 ... channel-n]：返回指定頻道的訂閱者數量
- PUBSUB NUMPAT：返回伺服器當前被訂閱模式的數量
事務Redis通過MULTI、EXEC、WATCH等命令來實現事務功能，實現將多個命令打包然後一次性順序執行。事務以MULTI命令開始，EXEC命令結束。在執行MULTI命令之後執行的命令不立刻執行，而是向用戶端返回一個QUEUED，等執行EXEC命令之後再執行。
事務的實現事務開始
執行MULTI命令之後，伺服器把用戶端從非事務態切換到事務態，通過設定redisClient的flags標識，把REDIS_MULTI標識開啟。
命令入隊
用戶端處於非事務態時，用戶端發送的命令立刻執行，當處於事務態時：
如果用戶端發送的命令為EXEC、DISCARD、WATCH、MULTI其中的一個時，伺服器立即執行。
如果用戶端發送的命令是其它的命令，伺服器不會立刻執行這個命令，而是把命令放到事務隊列中，然後向用戶端返回QUEUED。
redisClient中有個multiState結構的屬性mstate記錄用戶端的事務狀態，在multiState結構中有個commands列表屬性，它記錄了調用MULTI之後該用戶端入隊的命令，count屬性記錄入隊命令的數量。multiCmd結構記錄命令實現函數指標，命令的參數，已經參數的數量。事務隊列以FIFO的方式儲存入隊命令，先入隊的命令先執行。
執行事務
執行EXEC命令提交事務，伺服器接收該命令之後：
- 遍曆client.mstate.commands，擷取已入隊的命令並且挨個執行，把命令的返回值添加到回複隊列尾部。
- 清空用戶端的事務狀態，包括清零入隊命令計數器，釋放事務隊列。
- 把執行結果返回給用戶端。
WATCH命令實現WATCH命令是一個樂觀鎖，在執行EXEC之前監視制定的資料庫鍵，在執行EXEC命令執行時檢查被監視的鍵是否至少有一個已經被修改過，如果是的話，伺服器拒絕執行命令，並向用戶端返回代表事務執行失敗的空回複。
Redis資料庫的redisDb結構儲存了一個watched_keys字典，字典的鍵時某個被WATCH命令監視的鍵，值是一個鏈表，鏈表中記錄了所有監視相應資料庫鍵的用戶端。
在執行對資料庫修改的命令時，執行之後會調用multi.c/touchWatchKey函數對watched_keys字典進行檢查，查看是否有用戶端正在監視剛剛被命令修改過的資料庫鍵，如果有的話，touchWatchKey函數將監視被修改鍵的用戶端的REDIS_DIRTY_CAS標識開啟，表示該用戶端的事務安全性已經被破壞。當伺服器接收到一個用戶端發來的EXEC命令時，伺服器根據這個用戶端是否開啟了REDIS_DIRTY_CAS標識來決定是否執行事務。
事務的ACID原子性：對Redis事務來說，事務中的多個命令被當做一個整體，事務隊列中的命令要麼全部被執行，要麼都不執行，Redis事務時具有原子性的，但是Redis事務部支援復原，即使隊列中某個命令執行出現了錯誤也不影響後面的命令，整個事務會繼續執行。
一致性：在命令入隊錯誤、執行錯誤、伺服器停機時都不會影響資料庫的一致性。ps：當入隊錯誤時對2.6.5之前的版本事務會繼續執行，2.6.5之後事務會被拒絕執行
隔離性：Redis事務執行期間不會被其它命令中斷，以串列的方式運行，Redis事務是具有隔離性的
持久性：
- 當伺服器運行在無持久化的記憶體模式下時，事務不具有持久性：一旦伺服器停機，所有資料都會丟失
- 當伺服器運行在RDB持久化模式下時，當伺服器停機時會有一段時間的資料會丟失，事務不具有持久性
- 當伺服器運行在AOF持久化模式下，並且appendsync選項值為always時，資料會被及時儲存到硬碟中，此時事務具有持久性（前提是沒有開啟no-appendfsync-on-rewrite選項，開啟該選項之後，為了儘可能的減少IO操作，當伺服器執行BGSAVE或BGREWRITEAOF時，會停止AOF檔案同步，所以此時事務也不具有持久性）
- 當伺服器運行在AOF持久化模式下，並且appendsync選項值為everysec時，可能會丟失1秒的資料，此時事務不具有持久性
- 當伺服器運行在AOF持久化模式下，並且appendsync選項值為no，伺服器停機時資料會丟失，此時事務不具有持久性
《Redis設計與實現》學習筆記-發布訂閱與事務
