-

25 消息队列的其他实现方式

在 Redis 5.0 之前消息队列的实现方式有很多种,比较常见的除了我们上文介绍的发布订阅模式,还有两种:List 和 ZSet 的实现方式。

List 和 ZSet 的方式解决了发布订阅模式不能持久化的问题,但这两种方式也有自己的缺点,接下来我们一起来了解一下,先从 List 实现消息队列的方式说起。

List 版消息队列

List 方式是实现消息队列最简单和最直接的方式,它主要是通过 lpush 和 rpop 存入和读取实现消息队列的,如下图所示:

list存取图.png

List 使用命令的方式实现消息队列:

127.0.0.1:6379> lpush mq "hello" #推送消息 hello
(integer) 1
127.0.0.1:6379> lpush mq "msg" #推送消息 msg
(integer) 2
127.0.0.1:6379> rpop mq #接收到消息 hello
"hello"
127.0.0.1:6379> rpop mq #接收到消息 msg
"mq"

其中,mq 就相当于频道名称 channel,而 lpush 用于生产消息, rpop 拉取消息。

代码实现

接下来我们用 Java 代码的方式来实现 List 形式的消息队列,源码如下:

import redis.clients.jedis.Jedis;

public class ListMQExample {
    public static void main(String[] args){
        // 消费者
        new Thread(() -> consumer()).start();
        // 生产者
        producer();
    }
    /**
     * 生产者
     */
    public static void producer() {
        Jedis jedis = new Jedis("127.0.0.1", 6379);
        // 推送消息
        jedis.lpush("mq", "Hello, List.");
    }
    /**
     * 消费者
     */
    public static void consumer() {
        Jedis jedis = new Jedis("127.0.0.1", 6379);
        // 消费消息
        while (true) {
            // 获取消息
            String msg = jedis.rpop("mq");
            if (msg != null) {
                // 接收到了消息
                System.out.println("接收到消息:" + msg);
            }
        }
    }
}

以上程序的运行结果是:

接收到消息:Hello, List.

我们使用无限循环来获取队列中的数据,这样就可以实时地获取相关信息了,但这样会带来另一个新的问题,当队列中如果没有数据的情况下,无限循环会一直消耗系统的资源,这时候我们可以使用 brpop 替代 rpop 来完美解决这个问题。

b 是 blocking 的缩写,表示阻塞读,也就是当队列没有数据时,它会进入休眠状态,当有数据进入队列之后,它才会“苏醒”过来执行读取任务,这样就可以解决 while 循环一直执行消耗系统资源的问题了,改良版代码如下:

import redis.clients.jedis.Jedis;

public class ListMQExample {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        // 消费者 改良版
        new Thread(() -> bConsumer()).start();
        // 生产者
        producer();
    }
    /**
     * 生产者
     */
    public static void producer() throws InterruptedException {
        Jedis jedis = new Jedis("127.0.0.1", 6379);
        // 推送消息
        jedis.lpush("mq", "Hello, List.");
        Thread.sleep(1000);
        jedis.lpush("mq", "message 2.");
        Thread.sleep(2000);
        jedis.lpush("mq", "message 3.");
    }
    /**
     * 消费者(阻塞版)
     */
    public static void bConsumer() {
        Jedis jedis = new Jedis("127.0.0.1", 6379);
        while (true) {
            // 阻塞读
            for (String item : jedis.brpop(0,"mq")) {
                // 读取到相关数据,进行业务处理
                System.out.println(item);
            }
        }
    }
}

其中,brpop() 方法的第一个参数是设置超时时间的,设置 0 表示一直阻塞。

优缺点分析

List 优点:

  • 消息可以被持久化,借助 Redis 本身的持久化(AOF、RDB 或者是混合持久化),可以有效的保存数据;
  • 消费者可以积压消息,不会因为客户端的消息过多而被强行断开。

List 缺点:

  • 消息不能被重复消费,一个消息消费完就会被删除;
  • 没有主题订阅的功能。

ZSet 版消息队列

ZSet 版消息队列相比于之前的两种方式,List 和发布订阅方式在实现上要复杂一些,但 ZSet 因为多了一个 score(分值)属性,从而使它具备更多的功能,例如我们可以用它来存储时间戳,以此来实现延迟消息队列等。

它的实现思路和 List 相同也是利用 zadd 和 zrangebyscore 来实现存入和读取,这里就不重复叙述了,读者可以根据 List 的实现方式来实践一下,看能不能实现相应的功能,如果写不出来也没关系,本课程的后面章节,介绍延迟队列的时候会用 ZSet 来实现。

优缺点分析

ZSet 优点:

  • 支持消息持久化;
  • 相比于 List 查询更方便,ZSet 可以利用 score 属性很方便的完成检索,而 List 则需要遍历整个元素才能检索到某个值。

ZSet 缺点:

  • ZSet 不能存储相同元素的值,也就是如果有消息是重复的,那么只能插入一条信息在有序集合中;
  • ZSet 是根据 score 值排序的,不能像 List 一样,按照插入顺序来排序;
  • ZSet 没有向 List 的 brpop 那样的阻塞弹出的功能。

小结

本文介绍了消息队列的另外两种实现方式 List 和 ZSet,它们都是利用自身方法,先把数据放到队列里,在使用无限循环读取队列中的消息,以实现消息队列的功能,相比发布订阅模式本文介绍的这两种方式的优势是支持持久化,当然它们各自都存在一些问题,所以期待下一课时 Stream 的出现能够解决这些问题。