在.NET中用Redis Pub/Sub实现简单高效的消息通信 🚀

引言：Redis，不只是缓存！

当你在做.NET后端开发时，Redis可能早已是你缓存优化的常用工具。不过，Redis的能力远不止于此！它还内置了一个被低估的利器——Pub/Sub（发布/订阅）机制。通过Redis Channels，你可以轻松地在不同服务间实现实时消息推送，打造高效的分布式通信方案。今天，我们就来深入探讨如何在.NET项目中玩转Redis Pub/Sub，助你解决如缓存同步、实时通知等实际痛点。

Redis Pub/Sub=“轻量消息中枢”，让你的分布式系统更灵活、更有弹性！

1. Redis Channels是什么？——消息通信的高速公路 🛣️

Redis Channels是基于发布/订阅模式（Pub/Sub）的命名通信通道，每个通道都有唯一名字，比如notifications、updates等。
发布者（Producer） 通过PUBLISH指令往通道发送消息；订阅者（Consumer） 通过SUBSCRIBE指令监听并消费消息。

结构示意图

Redis channel with publisher and three subscribers.

如图，一个Channel可以有多个发布者和多个订阅者，实现“一发多收”，非常适合广播类场景。

注意事项：

无消息持久化：如果没有订阅者，消息会直接丢弃。
交付语义：At-most-once。也就是说，消息最多投递一次，可能丢失。

2. 哪些场景适合用Redis Pub/Sub？🤔

Redis Channels并不适合“丢消息就炸锅”的核心业务，但对于偶尔丢失消息可接受、追求实时性的场景，它是优雅且高效的选择：

社交动态推送：新内容发布，实时广播给在线用户。
体育比分直播：赛事得分变动，即时通知订阅用户。
IM/聊天室：实时聊天消息推送。
协作编辑器：文档多人编辑时，变更同步。
分布式缓存失效通知：数据更新后，通知各节点清除本地缓存（详细见下文实战）。

⚠️ 如果你的业务对消息可靠性极高，请考虑Kafka、RabbitMQ等更专业的消息队列系统。

3. .NET项目实战：用StackExchange.Redis实现Pub/Sub 💻

让我们直接上手，用.NET主流库StackExchange.Redis实现一个最简的生产者+消费者模型。

1）安装依赖

Install-Package StackExchange.Redis

如果本地没装Redis，可以用Docker一键启动：

docker run -it -p 6379:6379 redis

2）实现Producer（消息生产者）

public class Producer(ILogger<Producer> logger) : BackgroundService
{
    private static readonly string ConnectionString = "localhost:6379";
    private static readonly ConnectionMultiplexer Connection =
        ConnectionMultiplexer.Connect(ConnectionString);

    private const string Channel = "messages";

    protected override async Task ExecuteAsync(CancellationToken stoppingToken)
    {
        var subscriber = Connection.GetSubscriber();

        while (!stoppingToken.IsCancellationRequested)
        {
            var message = new Message(Guid.NewGuid(), DateTime.UtcNow);
            var json = JsonSerializer.Serialize(message);

            await subscriber.PublishAsync(Channel, json);

            logger.LogInformation(
                "Sending message: {Channel} - {@Message}", message);

            await Task.Delay(5000, stoppingToken);
        }
    }
}

3）实现Consumer（消息消费者）

public class Consumer(ILogger<Consumer> logger) : BackgroundService
{
    private static readonly string ConnectionString = "localhost:6379";
    private static readonly ConnectionMultiplexer Connection =
        ConnectionMultiplexer.Connect(ConnectionString);

    private const string Channel = "messages";

    protected override async Task ExecuteAsync(CancellationToken stoppingToken)
    {
        var subscriber = Connection.GetSubscriber();

        await subscriber.SubscribeAsync(Channel, (channel, message) =>
        {
            var msg = JsonSerializer.Deserialize<Message>(message);

            logger.LogInformation(
                "Received message: {Channel} - {@Message}",
                channel,
                msg);
        });
    }
}

4）运行效果图

Pub/Sub demo.

4. 实践案例：用Pub/Sub做分布式缓存失效通知 🧹

在大型分布式系统中，常见的缓存策略是“本地内存缓存+全局Redis缓存”。
但数据库数据变更时，如何及时同步所有节点的本地缓存？

方案：用Redis Pub/Sub做缓存失效广播！

每个应用实例都运行一个后台服务，监听cache-invalidation通道：

public class CacheInvalidationBackgroundService(
    IServiceProvider serviceProvider)
    : BackgroundService
{
    public const string Channel = "cache-invalidation";

    protected override async Task ExecuteAsync(CancellationToken stoppingToken)
    {
        await subscriber.SubscribeAsync(Channel, (channel, key) =>
        {
            var cache = serviceProvider.GetRequiredService<IMemoryCache>();
            cache.Remove(key);
            return Task.CompletedTask;
        });
    }
}

当数据库发生变更时，只需publish对应key到该Channel，各节点即刻同步清理内存缓存。
即使个别节点短暂掉线而未收到通知也无大碍，因为重启后缓存本就会失效。这种方式既简单又高效，极大提升了数据一致性体验！

5. 总结与延伸 📚

Redis Pub/Sub为.NET带来了“轻量级实时通信”能力，适合非强一致性但追求效率的场景；
在分布式缓存同步、即时推送、协作编辑等领域表现优秀；
实现简单，上手迅速，却不适用于强可靠性的核心消息流转。

未来，如果你想进一步研究更复杂的分布式架构和消息总线设计，强烈推荐了解Modular Monolith Architecture等先进架构理念！

你的看法和实践？

你是否已经在生产环境用过Redis Pub/Sub？遇到哪些坑？
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