基于Redis消息的订阅发布应用场景
基于Redis消息的订阅发布应用场景
1.应用背景
在物联网采集管控系统中，前后端隔离的情况下，前端通过表单（比如按钮，开关，表格等）输入数据到数据库（比如MySql，通过WEBAPI服务端输入），然后采集控制端到数据库里去扫表取数据，将数据下发给物联网络中的终端设备（比如风扇控制板），从而来控制风扇的开跟关。
2.困境
采集控制端需要到数据库中去扫表。这个扫表操作会带来几个问题：
2.1 锁表风险
扫表会有锁表风险，当该DBContext被占用的时候，其他线程不能实时使用此DBContext。
2.2 实时性差
在物联网系统中，数据会非常多，比如有10000台设备，每台设备有100个采集控制点，则控制点最多可能会达到100W数据，这样去扫表，不仅占用DBContext上下文的时间会很长，而且实时性会很差。
2.3 增加编程复杂性
增加了采集服务端编程的复杂性。
2.4 实时效果
用户体验效果较差：客户点了开关控制风扇打开，然后底端设备需要很长时间才能真正打开。
3.解决方案
使用消息订阅发布方法。RabbitMQ比较重，故这里选用Redis的订阅发布功能，而且很多情况下Redis已经被作为缓存在引用，详见如下。
3.1 前端传值给服务端
前端将实时控制值以Restful API形式通过IP地址端口号+路由（比如：192.168.2.106:5000/ControlConfig）将此值传递给服务端。
3.2 服务端通过消息传给采集控制端
这里通过nuget获得CSRedisCore,来操作Redis的订阅发布功能。采集控制端订阅消息。服务端发布消息。这样操作达到了如下目的：2.1不用经过数据库消息的实时传递；2.2 实时性好；2.3 编程也简单；2.4 实时效果好。
4.详细代码设计
4.1 CSRedisCore
CSRedis 是 redis.io 官方推荐库，支持 redis-trib集群、哨兵、私有分区与连接池管理技术，简易 RedisHelper 静态类。
https://www.nuget.org/packages/CSRedisCore/
通过Nuget获得CSRedisCore库
4.2 接口设计如下
详细说明参考注释。
using CSRedis;
namespace IBMS.Infrastruct.Redis
{
public interface IRedisMQ
{ //连接Redis
CSRedisClient ConnectCSRedis();
//订阅频道
void SubscribeCSRedis(string ChannelName);
//把message异步发布Redis的频道
void PublishAsyncCSRedis(string channel, string message);
//释放Redis
void DisposeCSRedis();
//订阅接受下来的msg的方法
void Rcv(string Msg, string channel);
}
}
4.3 接口实现如下
详细说明见注释
using System;
using CSRedis;
using IBMS.Infrastruct.Appsetting;
namespace IBMS.Infrastruct.Redis
{
public class RedisMQ : IRedisMQ
{
//读取连接Redis字符串
private readonly string connectRedis = Appsettings.app(new string[] { "AppSettings", "RedisCaching", "ConnectionString" });//按照层级的顺序，依次写出来
//定义一个Redis客户端对象
static CSRedisClient _RedisMQ;
//连接Redis
public CSRedisClient ConnectCSRedis()
{
//如果已经连接实例，直接返回
if (_RedisMQ != null)
{
return _RedisMQ;
}
return _RedisMQ = new CSRedisClient(connectRedis);
}
//释放Redis
public void DisposeCSRedis()
{
_RedisMQ.Dispose();
}
//异步发布消息到Redis的某个频道
public void PublishAsyncCSRedis(string channelName, string message)
{
_RedisMQ.PublishAsync(channelName, message);
}
//如果自己需要用消息值，需要想方法返回数据
//订阅消息的处理方法
public void Rcv(string channel, string Msg)
{
Console.WriteLine($"{DateTime.Now.ToLongDateString()}|Rcv:{channel},Msg:{Msg}");
}
//订阅消息
public void SubscribeCSRedis(string ChannelName)
{
_RedisMQ.Subscribe((ChannelName, msg => Rcv(msg.Channel, msg.Body)));
}
}
}
4.4 ConfigureServices中依赖注入
在Startup.cs中的ConfigureServices方法进行依赖注入，如下。
services.AddScoped<IRedisMQ, RedisMQ>();
4.5 创建一个RedisMQ的消息对象
在Controller里定义创建一个消息对象，这一步的前提是需要依赖注入，依赖注入在某种意义上跟C语言的typedef有点像，将typedef会将控制权交给编译器，编译器定义新类型，然后程序运行之后就可以就可以随意通过新类型来定义对象。
IRedisMQ _RedisMQ =new RedisMQ();
4.6 实现层代码设计
// PUT: api/ControlConfig/5
[HttpPut]
public async Task Update([FromBody] ControlConfig ControlConfig)
{
_RedisMQ.ConnectCSRedis();
_RedisMQ.SubscribeCSRedis("web");
_RedisMQ.PublishAsyncCSRedis("web", $"add at{DateTime.Now}");
_RedisMQ.PublishAsyncCSRedis("web", $"{SerializeHelper.Serialize(ControlConfig)}");
Console.ReadKey();
_RedisMQ.DisposeCSRedis();
}
5.效果
5.1 打开风扇按钮
5.2 RedisDesktopManager工具中观察
在RedisDesktopManager的命令行窗口中输入PSUBSCRIBE web，进行订阅web频道，如下
5.3 观察web频道输出信息
在前端控制了风扇打开操作之后如5.1，在RedisDesktopManager观察web频道输出信息
5.4 观察实际风扇效果
风扇实时打开。
备注:采集控制端跟设备端是基于TCP长连接组网方式，协议用的是基于MODBUS的变种，比如加入我们自己的包头包尾包类型等信息，这里不做展开
6 框架图
补上一张框架图，拖到浏览器新窗口，点击放大即可清晰浏览，采用亿图制作，以便更好理解。
