基於Redis消息的訂閱發布應用場景

1.應用背景

在物聯網采集管控系統中，前后端隔離的情況下，前端通過表單（比如按鈕，開關，表格等）輸入數據到數據庫（比如MySql，通過WEBAPI服務端輸入），然后采集控制端到數據庫里去掃表取數據，將數據下發給物聯網絡中的終端設備（比如風扇控制板），從而來控制風扇的開跟關。

2.困境

采集控制端需要到數據庫中去掃表。這個掃表操作會帶來幾個問題：

2.1 鎖表風險

掃表會有鎖表風險，當該DBContext被占用的時候，其他線程不能實時使用此DBContext。

2.2 實時性差

在物聯網系統中，數據會非常多，比如有10000台設備，每台設備有100個采集控制點，則控制點最多可能會達到100W數據，這樣去掃表，不僅占用DBContext上下文的時間會很長，而且實時性會很差。

2.3 增加編程復雜性

增加了采集服務端編程的復雜性。

2.4 實時效果

用戶體驗效果較差：客戶點了開關控制風扇打開，然后底端設備需要很長時間才能真正打開。

3.解決方案

使用消息訂閱發布方法。RabbitMQ比較重，故這里選用Redis的訂閱發布功能，而且很多情況下Redis已經被作為緩存在引用，詳見如下。

3.1 前端傳值給服務端

前端將實時控制值以Restful API形式通過IP地址端口號+路由（比如：192.168.2.106:5000/ControlConfig）將此值傳遞給服務端。

3.2 服務端通過消息傳給采集控制端

這里通過nuget獲得CSRedisCore,來操作Redis的訂閱發布功能。采集控制端訂閱消息。服務端發布消息。這樣操作達到了如下目的：2.1不用經過數據庫消息的實時傳遞；2.2 實時性好；2.3 編程也簡單；2.4 實時效果好。

4.詳細代碼設計

4.1 CSRedisCore

CSRedis 是 redis.io 官方推薦庫，支持 redis-trib集群、哨兵、私有分區與連接池管理技術，簡易 RedisHelper 靜態類。
https://www.nuget.org/packages/CSRedisCore/
通過Nuget獲得CSRedisCore庫

4.2 接口設計如下

詳細說明參考注釋。

using CSRedis;
namespace IBMS.Infrastruct.Redis
{
    public interface IRedisMQ
    {   //連接Redis
        CSRedisClient ConnectCSRedis();
        //訂閱頻道
        void SubscribeCSRedis(string ChannelName);
        //把message異步發布Redis的頻道
        void PublishAsyncCSRedis(string channel, string message);
        //釋放Redis
        void DisposeCSRedis();
        //訂閱接受下來的msg的方法
        void Rcv(string Msg, string channel);
    }
}

4.3 接口實現如下

詳細說明見注釋

using System;
using CSRedis;
using IBMS.Infrastruct.Appsetting;

namespace IBMS.Infrastruct.Redis
{
    public class RedisMQ : IRedisMQ
    {
        //讀取連接Redis字符串
        private readonly string connectRedis = Appsettings.app(new string[] { "AppSettings", "RedisCaching", "ConnectionString" });//按照層級的順序，依次寫出來     
        //定義一個Redis客戶端對象
        static CSRedisClient _RedisMQ;
        //連接Redis
        public CSRedisClient ConnectCSRedis()
        {       
            //如果已經連接實例，直接返回
            if (_RedisMQ != null)
            {
                return _RedisMQ;
            }    
           return _RedisMQ = new CSRedisClient(connectRedis);
        }
        //釋放Redis
        public void DisposeCSRedis()
        {
            _RedisMQ.Dispose();
        }
       //異步發布消息到Redis的某個頻道
        public void PublishAsyncCSRedis(string channelName, string message)
        {
            _RedisMQ.PublishAsync(channelName, message);
        }

        //如果自己需要用消息值，需要想方法返回數據
        //訂閱消息的處理方法
        public void Rcv(string channel, string Msg)
        {
            Console.WriteLine($"{DateTime.Now.ToLongDateString()}|Rcv:{channel},Msg:{Msg}");
        }
        //訂閱消息
        public void SubscribeCSRedis(string ChannelName)
        {     
            _RedisMQ.Subscribe((ChannelName, msg => Rcv(msg.Channel, msg.Body)));
        }

    }
}

4.4 ConfigureServices中依賴注入

在Startup.cs中的ConfigureServices方法進行依賴注入，如下。
services.AddScoped<IRedisMQ, RedisMQ>();

4.5 創建一個RedisMQ的消息對象

在Controller里定義創建一個消息對象，這一步的前提是需要依賴注入，依賴注入在某種意義上跟C語言的typedef有點像，將typedef會將控制權交給編譯器，編譯器定義新類型，然后程序運行之后就可以就可以隨意通過新類型來定義對象。
IRedisMQ _RedisMQ =new RedisMQ();

4.6 實現層代碼設計

        // 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();
        }