Redis中的Stream数据类型做为消息队列的尝试

Redis的List数据类型做为消息队列，已经比较合适了，但存在一些不足，好比只能独立消费，订阅发布又没法支持数据的持久化，相对前二者，Redis Stream做为消息队列的使用更为有优点。

 

相信球迷小伙伴们对文字直播这个东西都不陌生，时常在想，这个功能是怎么实现的？

具体说就是用什么技术实现最为合适？如何面对数以百万计的读压力？广告消息是如何插播进来的？最后的历史消息如何归档，如何持久化存储？

文字直播其实就是解说员做为生产者，生产消息（文字信息），各类客户端做为消费者，消费信息（刷新文字内容）。

典型的消息队列实现，能够用队列或者相似队列的功能实现，这里只是简单想象一下，结合redis中的stream数据类型，来学习stream做为消息队列的功能实现。

 

 

1，生成者：生产者队列的建立，与消息的增删改

1.1 建立并写入消息

　　语法： xadd queue_name Id filed value(filed value)

    　1，每一组消息须要一个惟一的Id，*号表示服务器自动生成ID，后面顺序跟着一组或者多组消息（filed value）

   　 2，消息ID的形式是timestampInMillis-sequence，例如1527846880572-5，它表示当前的消息在毫米时间戳1527846880572时产生，而且是该毫秒内产生的第5条消息。

          　消息ID能够由服务器自动生成，也能够由客户端本身指定，可是形式必须是整数-整数，并且必须是后面加入的消息的ID要大于前面的消息ID。

   　 3，消息元素的的结构为key-value,必须成对出现，若是key或者value元素中有空格，必须用"abc  def"或者'abc  def'括起来

 

1.2 生产者写入消息

　　语法：xadd  queue_name *|Id filed value    

 

1.3 xlen 当前stream的长度：xlen stream_name

　　 xlen "NBA_Match_001" ，也就是上面写入的10条消息

1.4 限制某一个stream的最大长度，maxlen 

　　依据先进先出的原则，自动删除超出最长长度的消息

　　 xadd "NBA_Match_001" maxlen 50000 * "2019-07-13 08:26:39" "反击哈腾，一条龙上篮得分"

　　

1.5 查询消息（查询是生产者查询本身生产的消息，跟消费者的消费是两码事）

正向查询
xrange "NBA_Match_001" 　　　　　　 　　　　　　# 查询全部消息
xrange "NBA_Match_001" - + 　　　　　　　　　　   # -表示最小值, +表示最大值
xrange "NBA_Match_001" 1562980142175-0 +　　　 # 指定最小消息ID的列表
xrange "NBA_Match_001"- 1562980142175-0 　　　  # 指定最大消息ID的列表
反向查询
xrevrange "NBA_Match_001"
xrevrange "NBA_Match_001" + -
xrevrange "NBA_Match_001" + 1562980142175-0
xrevrange "NBA_Match_001" 1562980142175-0 -

1.6 删除消息
　　xdel stream_name id，删除消息并非真正的物理删除，队列的长度不变，指示标记当前消息被删除

1.7 查看stream属性xinfo stream stream_name 

1.8 del stream_name

删除 stream ：del NBA_Match_001

删除本质上本Redis中的其余数据类型一致，stream自己就是一个key值，del key值就删除了整个消息的所有信息。

 

 

 

2 xread：独立消费

相似于List，生产者往list中写数据，消费者从list中读数据，只能有一个消费者

 

2. 1，从头部读取消息，从某个streams中读取n条消息，0-0只从头开始，或者指定从streams的Id开始

　　xread count 1 streams "NBA_Match_001" 0-0

　　xread count 1 streams "NBA_Match_001" 1562980142175-0

　　

2.2，从尾部读取最新的一条消息

xread count 1 streams "NBA_Match_001" $

此时默认不返回任何消息

xread  block 0 count 1 streams "NBA_Match_001" $

以阻塞的方式读取尾部最新的一条消息，直到新的消息的到来

　　

 

3 多消费者xgroup ：消费组，每一个组中的消费者独立消费stream中的消息

典型的好比文字直播的安卓App客户端，苹果App客户端，网页客户端等等。多个终端，均可以独立地消费队列里面的

3.1 建立消费组

对消息队列"NBA_Match_001"建立了两个消费组，一个是cg1，一个是cg2，好比网页客户端与App客户端 

1，xgroup create "NBA_Match_001" cg1 0-0  #  表示从头开始消费

建立消费组cg1，消费组必须绑定一个steam（NBA_Match_001），从头（0-0 ）开始消费"NBA_Match_001"中的消息

2， xgroup create "NBA_Match_001" cg2 0-0  #  表示从头开始消费

3,2 从消费组中建立消费者

xreadgroup指令能够进行消费组的组内消费

xreadgroup GROUP cg1 c1 count 1 streams "NBA_Match_001" >

>号表示从当前消费组的last_delivered_id后面开始读 ， 每当消费者读取一条消息，last_delivered_id变量就会前进 

当一个组的消费则消费彻底部消息以后，就没有新的消息了

 

每一个消费组(Consumer Group)的状态都是独立的，相互不受影响。也就是说同一份Stream内部的消息会被每一个消费组都消费到。
同一个消费组(Consumer Group)能够挂接多个消费者(Consumer)，这些消费者之间是竞争关系，任意一个消费者读取了消息都会使游标last_delivered_id往前移动。
每一个消费者者有一个组内惟一名称。

 

关于消费组，可能不太好理解，举个例子就比较清楚
假设有2个消费组cg1，cg2，对于cg1，其组内共有3个消费者c1,、c二、c3。一个消息队列中共有5条消息a,b,c,d,e，那么一种可能的消费方式以下
a -> c1
b -> c2
c -> c3
d -> c1
e -> c2
也就是说3个消费者，对于消息的消费是互斥的，消费的消息是没有交集的
而对于cg2，一样能够消费a,b,c,d,e这5条消息，不依赖于cg1消费组以及消费状况，同理，具体怎么消费，取决于其组内的消费者数量
就比如体育直播的客户端，正常状况下，网页客户端能够收到全部的直播消息，手机App客户端也能够收到全部的直播消息同样，不一样消费组间对消息的消费互不干扰。

 

 

4 多个生产者和多个消费者

　　这种状况相似以上，不用的是增长了多个消费者，在上面的基础上作了扩展。
　　其实不难想象，文字直播插播的广告消息，多是相似以下结构，是另一个独立的生产者，与文字直播员同样生成写入消息到队列，而后客户端看到的就是夹杂了广告的直播。

 

 

目前就我的认识而言，stream数据类型实现消息队列并不完美，最大的问题就是单点压力问题：这里是说单点压力，而不是单点故障，stream类型数据，其实从逻辑上看，是一个key值（stream_name），跟着一系列value（消息），这些消息只能存储在一个Redis实例中，如何缓解多个消费者对单个Key值中的消息消费压力？说来讲去，不就是想说kafka的partition么……

 

 

参考：

http://database.51cto.com/art/201812/588189.htm

https://www.zhihu.com/question/279540635