基于Hiredis异步API的聊天系统实现

来源：动视网责编：小采时间：2020-11-09 16:26:21

基于Hiredis异步API的聊天系统实现

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基于Hiredis异步API的聊天系统实现

上一篇文章http://blog.csdn.net/qq_34788352/article/details/51313027使用Hiredis的同步API实现了发送消息的客户端，当我使用同步API实现订阅频道客户端时，一旦订阅频道，就会出现无法操作的情况，这是就是同步和异步的问题。使用同步API，订阅频道后，客户端会进入阻塞状态，等待订阅频道发布的消息，不能实现既订阅频道，又能发布消息的功能。为了实现一个客户端既能订阅频道，又能发布消息的功能，就需要使用Hiredis的异步API。

首先特别感谢黄天霸、tickTick、vah101，当我遇到各种各样奇怪问题的时候，你们的帖子给与了我解答，谢谢。

开始正题，hiredis异步的实现主要是依靠redis自带的ae事件库或者libev事件库或者libevent的事件库或者libuv事件库。网上一些人是通过libevent事件库来实现，本系统则使用Redis自带ae事件库来实现，Redis不用libevent事件库而选择重写一个ae事件库，必定有其道理。

首先介绍使用到的异步API，位于async.h中：

redisAsyncContext *redisAsyncConnect(const char *ip, int port); //用于建立异步连接

int redisAsyncSetConnectCallback(redisAsyncContext *ac, redisConnectCallback *fn); //设置连接回调函数，回调函数形式：void callback(const redisAsyncContext *c, int status);

int redisAsyncSetDisconnectCallback(redisAsyncContext *ac, redisDisconnectCallback *fn); //设置断开连接回调函数,回调函数形式：void callback(const redisAsyncContext *c, int status);

void redisAsyncDisconnect(redisAsyncContext *ac); //断开异步连接

void redisAsyncFree(redisAsyncContext *ac); //释放建立连接时，创建的redisAsyncContext结构

int redisAsyncCommand(redisAsyncContext *ac, redisCallbackFn *fn, void *privdata, const char *format, ...); //发送Redis命令，需要实现一个回调函数来出来命令的返回，fn是回调函数的地址,回调函数形式：void callback(redisAsyncContext *c, void *reply, void *pridata);

有了上面的异步API，就可以开始客户端的撰写。
首先封装订阅端

//sub_client.h

#ifndef REDIS_SUB_CLIENT_H 
#define REDIS_SUB_CLIENT_H 

extern "C"
{ 
#include  
#include 
#include 
#include 
#include  
#include  
} 

#include  
#include  

using namespace std;

class CRedisSubClient 
{ 
public: 

 CRedisSubClient(); 
 ~CRedisSubClient(); 

 bool init(); //初始化，事件对象，信号量 
 bool uninit(); //释放对象
 bool connect(); //连接服务器
 bool disconnect(); //断开服务器

 //订阅频道 
 bool subscribe(const string &channel_name); 

private: 
 // 下面三个回调函数供redis服务调用 
 // 连接回调 
 static void connect_callback(const redisAsyncContext *redis_context, 
 int status); 

 // 断开连接的回调 
 static void disconnect_callback(const redisAsyncContext *redis_context, 
 int status); 

 // 执行命令回调 
 static void command_callback(redisAsyncContext *redis_context, 
 void *reply, void *privdata); 

 // 事件分发线程函数 
 static void *event_thread(void *data); 
 void *event_proc(); 

private: 
 // ae事件对象 
 aeEventLoop *loop; 
 // 事件线程ID 
 pthread_t _event_thread; 
 // 事件线程的信号量 
 sem_t _event_sem; 
 // hiredis异步对象 
 redisAsyncContext *_redis_context; 

}; 

#endif

使用extern “C”是因为redis和hiredis都是c写的，当使用c++链接c代码生成的库中的函数时，会出现undefined reference的问题。

订阅端的实现

//sub_client.cpp

#include  
#include 
#include  
#include "sub_client.h" 

using namespace std; 

CRedisSubClient::CRedisSubClient():loop(0), _event_thread(0), 
_redis_context(0) 
{ 
} 

CRedisSubClient::~CRedisSubClient() 
{ 
} 

bool CRedisSubClient::init() 
{ 

 loop = aeCreateEventLoop(64); // 创建ae对象

 if (NULL == loop) 
 { 
 printf("Create redis event failed.\n"); 
 return false; 
 } 

 memset(&_event_sem, 0, sizeof(_event_sem)); 

 int ret = sem_init(&_event_sem, 0, 0); //初始化线程信号量

 if (ret != 0) 
 { 
 printf("Init sem failed.\n"); 
 return false; 
 } 

 return true; 
} 

bool CRedisSubClient::uninit() 
{ 
 loop = NULL; 

 sem_destroy(&_event_sem); 

 return true; 
} 

bool CRedisSubClient::connect() 
{ 
 _redis_context = redisAsyncConnect("127.0.0.1", 6379); // 异步连接到redis服务器上，使用6380端口

 if (NULL == _redis_context) 
 { 
 printf(": Connect redis failed.\n"); 
 return false; 
 } 

 if (_redis_context->err) 
 { 
 printf("Connect redis error: %d, %s\n", 
 _redis_context->err, _redis_context->errstr); //

输出错误信息 
 return false; 
 } 

 redisAeAttach(loop,_redis_context); // 将事件绑定到redis context上，使redis的回调跟事件关联 

 // 创建事件处理线程 
 int ret = pthread_create(&_event_thread, 0, &CRedisSubscriber::event_thread, this); 

 if (ret != 0) 
 { 
 printf("Create event thread failed.\n"); 
 disconnect(); 
 return false; 
 } 

 // 设置连接回调，当异步调用连接后，服务器处理连接请求结束后调用，通知调用者连接的状态 
 redisAsyncSetConnectCallback(_redis_context, 
 &CRedisSubClient::connect_callback); 

 // 设置断开连接回调，当服务器断开连接后，通知调用者连接断开，调用者可以利用这个函数实现重连 
 redisAsyncSetDisconnectCallback(_redis_context, 
 &CRedisSubClient::disconnect_callback); 

 // 启动事件线程 
 sem_post(&_event_sem); 
 return true; 
} 

bool CRedisSubClient::disconnect() 
{ 
 if (_redis_context) 
 { 
 redisAsyncDisconnect(_redis_context); 
 redisAsyncFree(_redis_context); 
 _redis_context = NULL; 
 } 

 return true; 
} 

bool CRedisSubClient::subscribe(const string &channel_name) 
{ 
 int ret = redisAsyncCommand(_redis_context, 
 &CRedisSubscriber::command_callback, this, "SUBSCRIBE %s", 
 channel_name.c_str()); //订阅一个频道

 if (REDIS_ERR == ret) 
 { 
 printf("Subscribe command failed: %d\n", ret); 
 return false; 
 } 

 printf("Subscribe success: %s\n", channel_name.c_str()); 
 return true; 
} 

void CRedisSubClient::connect_callback(const redisAsyncContext *redis_context, 
 int status) 
{ 
 if (status != REDIS_OK) 
 { 
 printf("Error: %s\n", redis_context->errstr); 
 } 
 else 
 { 
 printf("Redis connected!"); 
 } 
} 

void CRedisSubClient::disconnect_callback( 
 const redisAsyncContext *redis_context, int status) 
{ 
 if (status != REDIS_OK) 
 { 
 printf(": Error: %s\n", redis_context->errstr); 
 } 
} 

// 消息接收回调函数 
void CRedisSubClient::command_callback(redisAsyncContext *redis_context, 
 void *reply, void *privdata) 
{ 
 if (NULL == reply || NULL == privdata) { 
 return ; 
 } 

 redisReply *redis_reply = reinterpret_cast(reply); 

 // 订阅接收到的消息是一个带三元素的数组 
 if (redis_reply->type == REDIS_REPLY_ARRAY && 
 redis_reply->elements == 3) 
 { 
 printf("Recieve message:%s %s %s\n", 
 redis_reply->element[0]->str 
 redis_reply->element[1]->str 
 redis_reply->element[2]->str); 
 } 
} 

void *CRedisSubClient::event_thread(void *data) 
{ 
 if (NULL == data) 
 { 
 printf(": Error!\n"); 
 assert(false); 
 return NULL; 
 } 

 CRedisSubClient *self_this = reinterpret_cast(data); 
 return self_this->event_proc(); 
} 

void *CRedisSubClient::event_proc() 
{ 
 sem_wait(&_event_sem); 

 //进行事件处理循环 
 aeMain(loop); 

 return NULL; 
}

发布端的封装：

//pub_client.h

#ifndef REDIS_PUB_CLIENT_H 
#define REDIS_PUB_CLIENT_H 

extern "C"
{ 
#include  
#include 
#include 
#include 
#include  
#include  
} 

#include  
#include  

using namespace std;

class CRedisPubClient 
{ 
public: 

 CRedisPubClient(); 
 ~CRedisPubClient(); 

 bool init(); //初始化，事件对象，信号量 
 bool uninit(); //释放对象
 bool connect(); //连接服务器
 bool disconnect(); //断开服务器

 //订阅频道 
 bool publish(const string &channel_name, const string &message); 

private: 
 // 下面三个回调函数供redis服务调用 
 // 连接回调 
 static void connect_callback(const redisAsyncContext *redis_context, 
 int status); 

 // 断开连接的回调 
 static void disconnect_callback(const redisAsyncContext *redis_context, 
 int status); 

 // 执行命令回调 
 static void command_callback(redisAsyncContext *redis_context, 
 void *reply, void *privdata); 

 // 事件分发线程函数 
 static void *event_thread(void *data); 
 void *event_proc(); 

private: 
 // ae事件对象 
 aeEventLoop *loop; 
 // 事件线程ID 
 pthread_t _event_thread; 
 // 事件线程的信号量 
 sem_t _event_sem; 
 // hiredis异步对象 
 redisAsyncContext *_redis_context; 

}; 

#endif

发布端的实现：

//pub_client.cpp

#include  
#include 
#include  
#include "pub_client.h" 

using namespace std; 

CRedisPubClient::CRedisPubClient():loop(0), _event_thread(0), 
_redis_context(0) 
{ 
} 

CRedisPubClient::~CRedisPubClient() 
{ 
} 

bool CRedisPubClient::init() 
{ 

 loop = aeCreateEventLoop(64); // 创建ae对象

 if (NULL == loop) 
 { 
 printf("Create redis event failed.\n"); 
 return false; 
 } 

 memset(&_event_sem, 0, sizeof(_event_sem)); 

 int ret = sem_init(&_event_sem, 0, 0); //初始化线程信号量

 if (ret != 0) 
 { 
 printf("Init sem failed.\n"); 
 return false; 
 } 

 return true; 
} 

bool CRedisPubClient::uninit() 
{ 
 loop = NULL; 

 sem_destroy(&_event_sem); 

 return true; 
} 

bool CRedisPubClient::connect() 
{ 
 _redis_context = redisAsyncConnect("127.0.0.1", 6379); // 异步连接到redis服务器上，使用6380端口

 if (NULL == _redis_context) 
 { 
 printf(": Connect redis failed.\n"); 
 return false; 
 } 

 if (_redis_context->err) 
 { 
 printf("Connect redis error: %d, %s\n", 
 _redis_context->err, _redis_context->errstr); //

输出错误信息 
 return false; 
 } 

 redisAeAttach(loop,_redis_context); // 将事件绑定到redis context上，使redis的回调跟事件关联 

 // 创建事件处理线程 
 int ret = pthread_create(&_event_thread, 0, &CRedisSubscriber::event_thread, this); 

 if (ret != 0) 
 { 
 printf("Create event thread failed.\n"); 
 disconnect(); 
 return false; 
 } 

 // 设置连接回调，当异步调用连接后，服务器处理连接请求结束后调用，通知调用者连接的状态 
 redisAsyncSetConnectCallback(_redis_context, 
 &CRedisSubClient::connect_callback); 

 // 设置断开连接回调，当服务器断开连接后，通知调用者连接断开，调用者可以利用这个函数实现重连 
 redisAsyncSetDisconnectCallback(_redis_context, 
 &CRedisSubClient::disconnect_callback); 

 // 启动事件线程 
 sem_post(&_event_sem); 
 return true; 
} 

bool CRedisPubClient::disconnect() 
{ 
 if (_redis_context) 
 { 
 redisAsyncDisconnect(_redis_context); 
 redisAsyncFree(_redis_context); 
 _redis_context = NULL; 
 } 

 return true; 
} 

bool CRedisPubClient::publish(const string &channel_name, const string &message) 
{ 
 int ret = redisAsyncCommand(_redis_context, 
 &CRedisPublisher::command_callback, this, "PUBLISH %s %s", 
 channel_name.c_str(), message.c_str()); //发布消息 

 if (REDIS_ERR == ret) 
 { 
 printf("Publish command failed: %d\n", ret); 
 return false; 
 } 

 return true; 
} 

void CRedisPubClient::connect_callback(const redisAsyncContext *redis_context, 
 int status) 
{ 
 if (status != REDIS_OK) 
 { 
 printf("Error: %s\n", redis_context->errstr); 
 } 
 else 
 { 
 printf("Redis connected!"); 
 } 
} 

void CRedisPubClient::disconnect_callback( 
 const redisAsyncContext *redis_context, int status) 
{ 
 if (status != REDIS_OK) 
 { 
 printf(": Error: %s\n", redis_context->errstr); 
 } 
} 

// 消息接收回调函数 
void CRedisPubClient::command_callback(redisAsyncContext *redis_context, 
 void *reply, void *privdata) 
{ 
 if (NULL == reply || NULL == privdata) 
 { 
 return ; 
 } 

 redisReply *redis_reply = reinterpret_cast(reply); 

 printf("Publish: %s",redis_reply.str);
} 

void *CRedisPubClient::event_thread(void *data) 
{ 
 if (NULL == data) 
 { 
 printf(": Error!\n"); 
 assert(false); 
 return NULL; 
 } 

 CRedisPubClient *self_this = reinterpret_cast(data); 
 return self_this->event_proc(); 
} 

void *CRedisPubClient::event_proc() 
{ 
 sem_wait(&_event_sem); 

 //进行事件处理循环 
 aeMain(loop); 

 return NULL; 
}

测试封装的sub_client和pub_client类:

//test_subpub.cpp

#include "pub_client.h"
#include "sub_client.h" 

int main(int argc, char *argv[]) 
{ 
 CRedisPubClient publisher; 
 CRedisSubClient subcriber;

 bool ret_pub = publisher.init(); 
 bool ret_sub = subcriber.init();

 if (!ret_sub&&!ret_pub) 
 { 
 printf("Init failed.\n"); 
 return 0; 
 } 

 ret_pub = publisher.connect(); 
 ret_sub = subcriber.connect(); 

 if (!ret_sub&&!ret_pub) 
 { 
 printf("connect failed."); 
 return 0; 
 } 

 subscriber.subcribe("sports");

 while (true) 
 { 
 publisher.publish("sports", "ball"); 
 sleep(1); 
 } 

 publisher.disconnect(); 
 publisher.uninit(); 
 subscriber.disconnect();
 subscriber.disconnect();
 return 0; 

}

终于到了编译链接运行的阶段，我在这个地方卡了快一天，期间各种编译、链接的错误。直接编译链接会出现找到不aeCreateFileEvent，aeDeleteFileEvent，aeMain等等错误。

先将redis/src文件夹中的ae.c，ae.h，ae_epoll.c，config.h，zmalloc.c，zmalloc.h拷贝至hiredis目录下
用gcc -c ae.c gcc -c zmalloc.c生成ae.o和zmalloc.o，利用这两个文件生成静态库 ar -r libar.a ae.o zmalloc.o
然后编译g++ -o test_subpub test_subpub.cpp pub_client.cpp sub_client.cpp -pthread -I ../ -I./ -I ../adapters ../libhiredis.a ../libae.a
运行./test_subpub

可以看到，客户端中消息在不断地滚动，即同时实现了订阅频道和发送消息的功能。

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