Redis消息队列

一.基本概念

消息队列(MQ),字面意思讲就是存放消息的队列,最简单的消息队列包含3个角色:

  • 消息队列:存储和管理消息,也被称为消息代理
  • 生产者: 发送消息到消息队列
  • 消费者: 从消息队列获取消息并处理消息

Redis提供了三种不同的方式来实现消息队列:(实际场景中不会使用)

  • list结构:基于List结构模拟消息队列
  • PubSub:基于点对点消息模型
  • Stream:比较完善的消息队列模型

二.实现消息队列

2.1 基于List实现消息队列

消息队列(Message Queue),字面意思就是存放消息的队列。而Redis的list数据结构是一个双向链表,很容易模拟出队列效果。

队列是入口和出口不在一边,因此我们可以利用:LPUSH结合RPOP、或者RPUSH结合LPOP来实现。

不过要注意的是,当队列中没有消息时RPOP或LPOP操作会返回null,并不像JVM的阻塞队列那样会阻塞并等待消息。因此这里应该使用BRPOP或者BLPOP来实现阻塞效果。

现在,我们可以阻塞式消费了,但这个消息队列还是太薄弱了,最明显一点,是没有ACK机制,即消费者取消息之后,消息就出队列了,如果消费失败,消息还得想办法放回去。同时,也不支持多人消费。

在消息队列(如RabbitMQ、Kafka、RocketMQ等)中,ACK(Acknowledgement)是消费者在成功处理完一条消息后,向消息中间件发送的一个"确认"信号。这个信号告诉消息队列:"这条消息我已经处理完了,你可以把它从队列中移除。"如果没有ACK机制,消息一旦被消费者取走,就会立即从队列中删除,无论消费者是否成功处理了它。

这里继续做下去的话,有几种方式:

  1. 先用LRANGE读队列信息,消费完成之后,再POP,但这样消息可能被多个消费者消费,没办法实现一个消费组的逻辑。
  2. POP之后,扔到另一个队列,消费确认了,就删除该信息,但如果是失败情况,那就将数据放置回队头,这需要用lua来做原子性,这样业务开发实属复杂。

基于List的消息队列有哪些优缺点?

优点:

  • 利用Redis存储,不受限于JVM内存上限
  • 基于Redis的持久化机制,数据安全性有保证
  • 可以满足消息有序性

缺点:

  • 无法避免消息丢失
  • 只支持单消费者

2.2 基于PubSub的消息队列

PubSub(发布订阅)是Redis2.0版本引入的消息传递模型。顾名思义,消费者可以订阅一个或多个channel,生产者向对应channel发送消息后,所有订阅者都能收到相关消息。

基于PubSub的消息队列有哪些优缺点?

优点:

  • 采用发布订阅模型,支持多生产、多消费

缺点:

  • 不支持数据持久化.
  • 无法避免消息丢失ACK
  • 消息堆积有上限,超出时数据丢失

2.3基于Stream的消息队列

Stream是Redis5.0引入的一种新的数据类型,可以实现一个功能非常完善的消息队列;

发送消息的命令XADD:

例如:

读取消息的方式之一XREAD:

XREAD阻塞方式,读取最新的消息:

在业务开发中,我们可以循环调用XREAD阻塞方式来查询最新消息,从而实现持续监听队列的效果,伪代码如下:

java 复制代码
while(true){
    // 尝试读取队列中的消息,最多阻塞2秒
    Object msg = redis.execute("XREAD COUNT 1 BLOCK 2000 STREAMS users $");
    if(msg == null){
    continue;
    }
    // 处理消息
    handleMessage(msg);
}

STREAM类型消息队列的XREAD命令特点:

  • 消息可回溯
  • 一个消息可以被多个消费者读取
  • 可以阻塞读取
  • 有消息漏读的风险

2.4 基于Sream的消息队列-消费者组

消费者组(ConsumerGroup):将多个消费者划分到一个组中,监听同一个队列。具备下列特点:

几种方式对比

  • List,不需要ACK,不需要消费组,可用
  • PUB/SUB,不需要ACK,不需要持久化,可用
  • Stream,需要ACK,需要消费组,需要持久化,可用

Stream功能最全,但是相对完备的消息队列中间件比如Kafka,可靠性还是很大差距,不支持至少一次语意,因为Redis本身的数据持久化都是有时间空隙的,如果对数据的可靠要求比较强,还是需要用完整的消息中间件。

Redis这三种,是三种不同功能要求下的消息传递手段,Stream相对来说在轻量级里相对完善。

Redis可以做消息队列吗?什么时候能用Redis做消息队列?

个人认为Redis提供的队列都不是成熟的消息队列,原则上是不推荐的,但是如果真的场景够轻,同时又不想引入消息队列这么重的技术栈,是可以使用Stream做消息队列的,它是Redis中队列场景最为成熟的解决方案。

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