C++聊天集群服务器7

一、引入redis队列

在上一篇博客里我们已经为服务器配置了基于nginx的tcp负载均衡，提高了服务器的并发量，但是相应的之前也会存在一个问题，那就是多个客户端可能连接在不同的服务器，那这几个客户端如何通信呢？这就需要引入这次的内容：redis中间件，我们通过redis来作为一个中间消息转发者，实现跨服务器通信。

首先请自行安装redis，官方端口为6379，可自行查看：

然后我们在服务器代码里增加一个用于控制redis的代码，如图：

给出相应实现，redis.hpp

#ifndef REDIS_H
#define REDIS_H

#include <hiredis/hiredis.h>
#include <thread>
#include <functional>
using namespace std;

/*
redis作为集群服务器通信的基于发布-订阅消息队列时，会遇到两个难搞的bug问题，参考博客详细描述：
https://blog.csdn.net/QIANGWEIYUAN/article/details/97895611
*/
class Redis
{
public:
    Redis();
    ~Redis();

    // 连接redis服务器 
    bool connect();

    // 向redis指定的通道channel发布消息
    bool publish(int channel, string message);

    // 向redis指定的通道subscribe订阅消息
    bool subscribe(int channel);

    // 向redis指定的通道unsubscribe取消订阅消息
    bool unsubscribe(int channel);

    // 在独立线程中接收订阅通道中的消息
    void observer_channel_message();

    // 初始化向业务层上报通道消息的回调对象
    void init_notify_handler(function<void(int, string)> fn);

private:
    // hiredis同步上下文对象，负责推送publish消息
    redisContext *_publish_context;

    // hiredis同步上下文对象，负责监听subscribe消息
    redisContext *_subcribe_context;

    // 回调操作，收到订阅的消息，给service层上报
    function<void(int, string)> _notify_message_handler;
};

#endif

redis.cpp

#include "redis.hpp"
#include <iostream>
using namespace std;

Redis::Redis()
    : _publish_context(nullptr), _subcribe_context(nullptr)
{
}

Redis::~Redis()
{
    if (_publish_context != nullptr)
    {
        redisFree(_publish_context);
    }

    if (_subcribe_context != nullptr)
    {
        redisFree(_subcribe_context);
    }
}

bool Redis::connect()
{
    // 负责publish发布消息的上下文连接，6379redis固定端口
    _publish_context = redisConnect("127.0.0.1", 6379);
    if (nullptr == _publish_context)
    {
        cerr << "connect redis failed!" << endl;
        return false;
    }

    // 负责subscribe订阅消息的上下文连接
    _subcribe_context = redisConnect("127.0.0.1", 6379);
    if (nullptr == _subcribe_context)
    {
        cerr << "connect redis failed!" << endl;
        return false;
    }

    // 在单独的线程中，监听通道上的事件，有消息给业务层进行上报
    thread t([&]() {
        observer_channel_message();
    });
    t.detach();

    cout << "connect redis-server success!" << endl;

    return true;
}

// 向redis指定的通道channel发布消息
bool Redis::publish(int channel, string message)
{
    redisReply *reply = (redisReply *)redisCommand(_publish_context, "PUBLISH %d %s", channel, message.c_str());
    if (nullptr == reply)
    {
        cerr << "publish command failed!" << endl;
        return false;
    }
    freeReplyObject(reply);
    return true;
}

// 向redis指定的通道subscribe订阅消息
bool Redis::subscribe(int channel)
{
    // SUBSCRIBE命令本身会造成线程阻塞等待通道里面发生消息，这里只做订阅通道，不接收通道消息
    // 通道消息的接收专门在observer_channel_message函数中的独立线程中进行
    // 只负责发送命令，不阻塞接收redis server响应消息，否则和notifyMsg线程抢占响应资源
    if (REDIS_ERR == redisAppendCommand(this->_subcribe_context, "SUBSCRIBE %d", channel))
    {
        cerr << "subscribe command failed!" << endl;
        return false;
    }
    // redisBufferWrite可以循环发送缓冲区，直到缓冲区数据发送完毕（done被置为1）
    int done = 0;
    while (!done)
    {
        if (REDIS_ERR == redisBufferWrite(this->_subcribe_context, &done))
        {
            cerr << "subscribe command failed!" << endl;
            return false;
        }
    }
    // redisGetReply

    return true;
}

// 向redis指定的通道unsubscribe取消订阅消息
bool Redis::unsubscribe(int channel)
{
    if (REDIS_ERR == redisAppendCommand(this->_subcribe_context, "UNSUBSCRIBE %d", channel))
    {
        cerr << "unsubscribe command failed!" << endl;
        return false;
    }
    // redisBufferWrite可以循环发送缓冲区，直到缓冲区数据发送完毕（done被置为1）
    int done = 0;
    while (!done)
    {
        if (REDIS_ERR == redisBufferWrite(this->_subcribe_context, &done))
        {
            cerr << "unsubscribe command failed!" << endl;
            return false;
        }
    }
    return true;
}

// 在独立线程中接收订阅通道中的消息
void Redis::observer_channel_message()
{
    redisReply *reply = nullptr;
    while (REDIS_OK == redisGetReply(this->_subcribe_context, (void **)&reply))
    {
        // 订阅收到的消息是一个带三元素的数组
        if (reply != nullptr && reply->element[2] != nullptr && reply->element[2]->str != nullptr)
        {
            // 给业务层上报通道上发生的消息
            _notify_message_handler(atoi(reply->element[1]->str) , reply->element[2]->str);
        }

        freeReplyObject(reply);
    }

    cerr << ">>>>>>>>>>>>> observer_channel_message quit <<<<<<<<<<<<<" << endl;
}

void Redis::init_notify_handler(function<void(int,string)> fn)
{
    this->_notify_message_handler = fn;
}