基于redis的stream实现简单的websocket推送

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前言

上篇文章写了 redis 的 stream 数据类型笔记，这篇文章使用学到的知识来搭建一个 websocket 信息推送系统。

环境搭建

需要一个 redis 服务器，端口默认就好。

代码

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import asyncio
import datetime
import json
import random

import aredis
import websockets


async def producer():
    conn = aredis.StrictRedis(host='192.168.233.128', decode_responses=True)
    # 启动前清除数据库
    await conn.flushdb()

    async def write_data():
        data = {'result': [{f'alarm': datetime.datetime.now().__str__()[:-7]}]}
        # 将消息队列长度限制在5，测试用
        await conn.xadd(name='message', entry={'data': json.dumps(data)}, max_len=5,
                        approximate=False)

    # 先写入一条数据，会自动创建message
    await write_data()
    # 然后创建消费者组，防止下面读取报错，从头开始读取数据
    await conn.xgroup_create('message', 'alarm', stream_id=0)
    # 循环读取
    while True:
        await write_data()
        print(f'产生了一条数据，当前队列长度为：{await conn.xlen("message")}')
        await asyncio.sleep(random.randint(2, 5))


class PushMessage(object):
    def __init__(self):
        self.conn = aredis.StrictRedis(host='192.168.233.128', decode_responses=True)
        self.server = websockets.serve(self.handler, "0.0.0.0", 8765)

    async def read_data(self):
        result = await self.conn.xreadgroup(group='alarm', consumer_id='alarm_read', count=1, message='>')
        # 读取数据，如果数据不为空返回
        if result and (result := result['message']):
            return result[0]

    async def pending_data(self):
        result = await self.conn.xpending('message', 'alarm')
        if any(result):
            count, min_, max_, [[consumers, _]] = result
            r = await self.conn.xpending(name='message', group='alarm', start=min_, end=max_, count=count,
                                         consumer=consumers)
            for a, _, _, _ in r:
                # 未确认的消息可以处理，也可以直接确认忽略掉，这里忽略了
                await self.conn.xack('message', 'alarm', a)
                print(f'清除掉未完成数据:{a}')

    async def ack(self, stream_id):
        await self.conn.xack('message', 'alarm', stream_id)

    async def handler(self, websocket, path):
        print(f'客户端{websocket.local_address}连接{path}')
        # 可以根据路径来判断给它推送哪个流的消息
        # if path=='/':
        #     pass
        while True:
            try:
                await self.pending_data()
                result = await self.read_data()
                if result:
                    stream_id, data = result
                    print(f'收到了数据：{data},stream_id为：{stream_id}')
                    await websocket.send(data['data'])
                    await self.ack(stream_id)
                await asyncio.sleep(0.1)
            except websockets.exceptions.ConnectionClosed as e:
                print(f'退出,{e}')
                break


if __name__ == '__main__':
    loop = asyncio.get_event_loop()
    loop.create_task(producer())
    loop.run_until_complete(PushMessage().server)
    print('start server')
    loop.run_forever()

思路

简单叙述下思路：

  • 首先创建一个事件循环，将生产者任务放到事件循环去运行，之后启动 websocket 服务器，开始提供服务。
  • 生产者任务用来产生消息，因为只是演示，所以并没有实际的消息生产者，这里使用自己的函数来产生数据。
  • 这里是一个简单的推送系统，所以没有添加认证功能，如果有需要也可以在 handler 开头添加认证功能。
  • 定时轮询是否有新消息到来，将新消息发送给对应的客户端。
  • 如果发送失败了证明客户端已经断开了连接，退出循环。

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这里要注意顺序，先要获取数据，判断数据是否为空，先发送数据，然后再发送 axk，因为如果消息发送失败的话不会执行 ack 的代码，确保了消息不会丢失，未被 ack 的消息会在下一次客户端连接时首先被确认。

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<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
    <title>WebSocket demo</title>
</head>
<body>
<script>
    var ws = new WebSocket("ws://127.0.0.1:8765/"),
        messages = document.createElement('ul');
    ws.onmessage = function (event) {
        var messages = document.getElementsByTagName('ul')[0],
            message = document.createElement('li'),
            content = document.createTextNode(event.data);
        message.appendChild(content);
        messages.appendChild(message);
    };
    document.body.appendChild(messages);
</script>
</body>
</html>

开启服务器后打开测试网页，可以看到网页上不断的刷新消息。

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总结

基于 websockets 库和 aredis 库实现了全异步的 websocket 推送系统，可以根据需要在此基础上添加其他功能。如认证功能，如未确认的消息重新消费功能等等。

参考链接

https://websockets.readthedocs.io/en/stable/index.html

https://aredis.readthedocs.io/en/latest/

https://redis.io/commands

本文章首发于个人博客 LLLibra146’s blog
本文作者：LLLibra146
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