观察者模式 | 以设计模式的视角解析mqtt协议



最近项目里用到一个基于mqtt协议的代理服务器Mosquitto,我们需要将其适配到openwrt上并作简单的系统用户验证,折腾了一阵, 算是完成了。
但重点不在这, 重点在于, 我对mqtt基于publish / subscribe模式的通信方式, 产生了兴趣。
虽然之前对这种模式的应用也有一些了解,比如EventBus的事件监听机制,比如XMPP消息传输机制。但是并没有正经地去研究过它的实现,现在我用python实现一个小demo,完成基于publish/subscribe模式的消息通信,祭奠这段时间对Mosquitto的奉献~~~

定义

我们先来了解下什么叫基于publish / subscribe模式的通信方式,话先不多说,上图么么哒:


  • 发布者: 发布消息给broker服务器上的某个主题, 他不关心有多少订阅者

  • 订阅者: 从broker那订阅主题消息, 他不关心谁是发布者

  • broker服务器: 负责推送发布者的消息给订阅者; 负责维护订阅者列表

以上, 便是三者各自负责的任务, 而mosquitto就是通过以下三个命令来完成上述消息通信过程:

mosquitto -c /etc/mosquitto/mosquitto.conf 
mosquitto_sub -t "test"                       // -t ==> topic
mosquitto_pub -t "test" -m "testaddress"      // -m ==> message

通过这三个命令, 我们以黑盒的方式YY一下, 它是如何实现的咧? 下图是我用观察者模式YY的一种实现方式哈!

接着就是把图用python代码化:

Topic

class Topic:
    def __init__(self, topic_name):
        self.subscribers = []
        self.name = topic_name

    def attach(self, subscriber):
        if subscriber not in self.subscribers:
            self.subscribers.append(subscriber)

    def deattach(self, subscriber):
        if subscriber in self.subscribers:
            self.subscribers.remove(subscriber)

    def notify(self, msg):
        for s in self.subscribers:
            s.update(msg)

Subscriber

class Subscriber:
    def __init__(self, sub_name):
        self.name = sub_name

    def update(self, recv_msg):
        print "订阅者" + self.name + "收到消息:\\\\\\\\t" + recv_msg

Publisher

class Publisher:
    def __init__(self, pub_name):
        self.name = pub_name

    def publish(self, pub_msg, topic):
        print "发布者" + self.name + "发布消息:\\\\\\\\t" + pub_msg + "\\\\\\\\n"
        self.topic = topic
        self.topic.notify(pub_msg)

Main

if __name__ == '__main__':
    coder_Jameson   = Subscriber("Jameson")
    coder_Tom       = Subscriber("Tom")
    coder_Peter     = Subscriber("Peter")

    boss            = Publisher("BOSS")

    platform_topic  = Topic("platform")
    platform_topic.attach(coder_Jameson)
    platform_topic.attach(coder_Tom)
    platform_topic.attach(coder_Peter)

    print "\\\\\\\\n---------------------\\\\\\\\n"
    boss.publish("写一个微信小程序", platform_topic)
    print "\\\\\\\\n---------------------\\\\\\\\n"
    boss.publish("写一个RN APP", platform_topic)
    print "\\\\\\\\n---------------------\\\\\\\\n"
    boss.publish("写一个nodejs后台服务", platform_topic)
    print "\\\\\\\\n---------------------\\\\\\\\n"

运行结果

总结
最后的最后, 我们来总结下利用观察者模式实现的方法, 有什么优劣:

*优点: * 正如前文所说, 观察者模式解耦了观察者与发布者之间的关系, 二者互不关心

*缺点: * 如果Topic被过多人订阅的话, 那么发布者发布的消息通知就会推送的比较慢,复杂度O(N)

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