使用 Redis 流实现消息队列

Note

本文摘录自《Redis使用手册》, 更多信息请见: RedisGuide.com

在介绍了 Redis 流的基本功能之后, 现在是时候使用这些功能来构建一些实际的应用了。 消息队列作为流的典型应用之一, 具有非常好的示范性, 因此我们将使用 Redis 流的相关功能构建一个消息队列应用, 这个消息队列跟我们之前使用其他 Redis 数据结构构建的消息队列具有相似的功能。

代码清单 10-1 展示了一个具有基本功能的消息队列实现:

  • 代码最开头的是几个转换函数, 它们负责对程序的相关输入输出进行转换和格式化;

  • MessageQueue 类用于实现消息队列, 它的添加消息、移除消息以及返回消息数量三个方法分别使用了流的 XADD 命令、 XDEL 命令和 XLEN 命令;

  • 消息队列的两个获取方法 get_message()get_by_range() 分别以两种形式调用了流的 XRANGE 命令;

  • 最后, 用于迭代消息的 iterate() 方法使用了 XREAD 命令对流进行迭代。


代码清单 10-1 使用 Redis 流实现的消息队列:/stream/message_queue.py

def reconstruct_message_list(message_list):
    """
    为了让多条消息能够以更结构化的方式返回给调用者,
    将 Redis 返回的多条消息从原来的格式:
    [(id1, {k1:v1, k2:v2, ...}), (id2, {k1:v1, k2:v2, ...}), ...]
    转换成以下格式:
    [{id1: {k1:v1, k2:v2, ...}}, {id2: {k1:v1, k2:v2, ...}}, ...]
    """
    result = []
    for id, kvs in message_list:
        result.append({id: kvs})
    return result

def get_message_from_nested_list(lst):
    """
    从嵌套列表中取出消息本体。
    """
    return lst[0][1]


class MessageQueue:
    """
    使用 Redis 流实现的消息队列。
    """

    def __init__(self, client, stream_key):
        self.client = client
        self.stream = stream_key

    def add_message(self, key_value_pairs):
        """
        将给定的键值对存入到消息里面,并返回相应的消息 ID 。
        """
        return self.client.xadd(self.stream, key_value_pairs)

    def get_message(self, message_id):
        """
        根据给定的消息 ID 返回相应的消息,如果消息不存在则返回 None 。
        """
        reply = self.client.xrange(self.stream, message_id, message_id)
        if len(reply) == 1:
            return get_message_from_nested_list(reply)

    def remove_message(self, message_id):
        """
        根据给定的消息 ID 删除相应的消息,如果消息不存在则忽略该动作。
        """
        self.client.xdel(self.stream, message_id)

    def len(self):
        """
        返回消息队列的长度。
        """
        return self.client.xlen(self.stream)

    def get_by_range(self, start_id, end_id, max_item=10):
        """
        根据给定的 ID 区间范围返回队列中的消息。
        """
        reply = self.client.xrange(self.stream, start_id, end_id, max_item)
        return reconstruct_message_list(reply)

    def iterate(self, start_id=0, max_item=10):
        """
        对消息队列进行迭代,返回最多 N 条大于给定 ID 的消息。
        """
        reply = self.client.xread({self.stream: start_id}, max_item)
        if len(reply) == 0:
            return list()
        else:
            messages = get_message_from_nested_list(reply)
            return reconstruct_message_list(messages)

对于这个消息队列实现, 我们可以通过执行以下代码, 创建出它的实例:

>>> from redis import Redis
>>> from message_queue import MessageQueue
>>> client = Redis(decode_responses=True)
>>> mq = MessageQueue(client, "mq")

然后通过执行以下代码, 向队列里面添加十条消息:

>>> for i in range(10):
...   key = "key{0}".format(i)
...   value = "value{0}".format(i)
...   msg = {key:value}
...   mq.add_message(msg)
...
'1554113926280-0'
'1554113926280-1'
'1554113926281-0'
'1554113926281-1'
'1554113926281-2'
'1554113926281-3'
'1554113926281-4'
'1554113926281-5'
'1554113926281-6'
'1554113926282-0'

还可以根据 ID 获取指定的消息, 又或者使用 get_by_range() 方法同时获取多条消息:

>>> mq.get_message('1554113926280-0')
{'key0': 'value0'}
>>> mq.get_message('1554113926280-1')
{'key1': 'value1'}
>>> mq.get_by_range("-", "+", 3)
[{'1554113926280-0': {'key0': 'value0'}}, {'1554113926280-1': {'key1': 'value1'}}, {'1554113926281-0': {'key2': 'value2'}}]

又或者使用 iterate() 方法对消息队列进行迭代, 等等:

>>> mq.iterate(0, 3)
[{'1554113926280-0': {'key0': 'value0'}}, {'1554113926280-1': {'key1': 'value1'}}, {'1554113926281-0': {'key2': 'value2'}}]
>>> mq.iterate('1554113926281-0', 3)
[{'1554113926281-1': {'key3': 'value3'}}, {'1554113926281-2': {'key4': 'value4'}}, {'1554113926281-3': {'key5': 'value5'}}]