發佈和訂閱模式（Pub/Sub）是構建企業級 .NET 應用程式不可或缺的工具。Pub/Sub 是一種消息傳遞範式，消息的發送方（發佈者）不知道目標接收方（訂閱者）的任何信息。此外，發佈者和訂閱者之間不直接發生交互，而是依賴一種叫作主題的公共媒介。因此，這是一個鬆散耦合的消息模型。

　　現在，我們假設在同一個架構中部署了多個不同的應用程式，它們需要一種機制來向彼此發送事件通知。這些事件可能是短暫的（因運行時發生變更引起的），也可能是資料庫事件（因資料庫發生變更引起的）。發佈和訂閱模式可以幫你實現這種分散式事件通知。

　　實現分散式事件通知的方案

　　為了設計一種分散式事件驅動的架構，開發人員通常會使用以下幾種方案中的一種。

　　RDBMS 提供的數據通知

　　如果數據存儲僅限於關係資料庫，那麼使用資料庫的通知功能似乎是最好的選擇。你可以向資料庫伺服器註冊你感興趣的內容，當資料庫的數據集由於更新、添加或刪除操作而發生變更時，你的應用程式會收到通知。

　　但 RDBMS 本質上是不可伸縮的，很容易成為應用程式的性能瓶頸。所以，你也不希望給資料庫增加不必要的負載。此外，資料庫通知功能本身就很慢，而且也不支持運行時數據共用。

　　現在你應該能理解為什麼使用資料庫作為消息傳遞媒介並不是應用程式的最佳選擇。

　　消息隊列

　　另一種選擇是在架構中引入消息隊列。雖然消息隊列可以幫你在應用程式之間傳輸消息，但它們並不是以數據為中心的，也就是說，它們不會監控資料庫或其他數據源的數據變更情況。此外，消息隊列無法隨應用程式一起伸縮。

　　自己實現

　　留給你的最後一個選擇是構建滿足自己需求的消息平臺。雖然這個空沙盒一開始很吸引人，讓你可以隨心所欲地開發自己的東西，但從時間和資源方面來看，它太複雜了。儘管存在可能性，但構建和管理一個健壯且可伸縮的消息平臺是一項非常艱巨的任務。

　　問題在於哪種解決方案更容易集成，具有可伸縮性、高可用性和可靠性。

　　將分散式緩存作為消息傳遞平臺

　　別擔心，這裡有一個簡單的解決方案。集成健壯的消息平臺的一種更現代的方法是使用記憶體分散式緩存。NCache 是目前市場上唯一可用的真正原生的 .NET/.NET Core 分散式緩存。它是一種記憶體分散式緩存，速度極快，可伸縮。它讓你的應用程式能夠處理極端的事務負載，並且不會讓資料庫成為瓶頸。你也可以用 NCache 來實時處理數據流。

　　NCache 通常部署在多層架構的中間位置。為了更好地說明這一點，請看下麵這張圖。

                                                圖 1 多層架構中的 NCache

NCache 是一個緩存伺服器集群，它將頻繁使用的數據保存在記憶體中，避免了大多數資料庫訪問，為 .NET 應用程式和 Java 應用程式提供每秒處理數萬個請求的能力。

　　我們先來看看如何將 NCache 作為事件驅動架構的消息傳遞匯流排。

　　NCache 的事件驅動消息傳遞

　　下圖顯示了 NCache 如何作為 .NET 和 Java 應用程式的消息匯流排。

          圖 2 將 NCache 作為消息平臺

在這裡，NCache 使用快速緊湊的序列化將 .NET 或 Java 對象轉換成二進位文件，再將它們傳遞到緩存集群中，實現了跨平臺通信。NCache 允許 .NET 應用程式與 Java 應用程式之間發生交互。

　　NCache 通過事件來實現發佈和訂閱模式，併為你提供了不同的方法將消息傳遞給其他監聽應用程式。我們來看一下這兩種消息類型，並看看分散式緩存如何傳遞它們。

　　首先，我們需要明確應用程式需要監聽的數據變更。NCache 本身是一個 .NET 鍵值存儲系統，提供了一些可以在緩存中的數據發生變更時更新應用程式的能力。因為這些變更都是在記憶體中發生的，所以不存在性能瓶頸。這些變更可以是：

• 緩存級的數據項變更，無論是更新還是刪除。

• 整個緩存級的數據變更。

• 持續查詢。你註冊了一個類似 SQL 的查詢，觀察緩存中的結果集是否發生了變更。如果是，你的應用程式將收到通知。

• 集群變更（針對管理員來說），在添加或刪除新節點或者節點發生崩潰時發生。NCache 還允許你註冊依賴資料庫，包括 SQL、Oracle 和 OleDb。這有助於緩存、資料庫和應用程式之間保持同步。點擊查看受支持的依賴資料庫類型的完整清單。這些是註冊在不同數據存儲系統上的數據變更通知，只是 NCache 幫你處理掉了。你還可以將資料庫通知與 NCache 數據通知結合起來，滿足特定的應用需求。

　　另一方面，如果你只想將簡單的消息傳播到複雜的 .NET 或 Java 對象，那麼你應該使用自定義消息傳遞特性。應用程式可以生成數據並觸發事件，感興趣的監聽器幾乎可以立即接收到事件。

　　NCache 的 Pub/Sub API

　　NCache 提供了一個基於記憶體的發佈和訂閱特性和一個專門的發佈和訂閱消息存儲，為在 .NET Web 應用程式中實現實時信息共用提供支持。我們將看到 NCache 與發佈和訂閱模式的結合如何解決上述的挑戰，並實現更好的應用程式間通信。

　　發佈和訂閱模型提供了一個通道，發佈者在其中發佈消息，感興趣的用戶訂閱消息，從而將發佈者和訂閱者解耦。現在，我們將 NCache 作為消息匯流排，發佈和訂閱模型將受益於 NCache 底層的分散式架構和許多方便的特性。

　　基本架構

　　話不多說，我們先來瞭解一下 NCache Pub/Sub 的基本組件及其工作原理。NCache 一般的發佈和訂閱流程是這樣的：發佈者使用 ITopic 介面向主題發佈消息，訂閱者創建訂閱一個或多個主題並接收相關消息。消息被成功傳遞時，NCache 將接收到確認。否則，NCache 會在消息過期之前繼續重試（如果設置了過期時間）。未傳遞的消息將駐留在緩存中，直到被驅逐或過期。

 圖 3 NCache 的 Pub/Sub 架構

訂閱類型

　　NCache 提供了兩種不同的訂閱類型，即非持久訂閱和持久訂閱。此外，NCache 也支持獨占和共用訂閱策略。

• 非持久訂閱：預設情況下，在主題上創建的所有訂閱都是非持久訂閱。它只向訂閱者傳遞預期的消息，直到連接斷開。如果用戶因任何原因斷開連接，在重新連線時不會收到舊消息。這種類型的訂閱是排他性的，也就是一個訂閱只屬於一個訂閱者。 

• 持久訂閱：它考慮到訂閱者在斷開連接時會發生消息丟失的情況。NCache 在連接丟失時將保留訂閱伺服器的訂閱。因此，訂閱者可以在重新連線時收到已發佈的消息。持久訂閱也提供了兩種策略：1）獨占，一個訂閱只屬於一個活動的訂閱者；2）共用，一個訂閱可以有多個訂閱者，消息是共用的。 

　　開始使用 NCache Pub/Sub

　　我們假設有一個網店，不同的供應商會定期向商店中添加新商品。同時，還需要提供商品的銷量和售價信息。對商品感興趣的商店經理和客戶需要瞭解新商品、正在銷售的商品和最新的折扣情況。NCache 的發佈和訂閱特性可以在這個場景中提供分散式通知機制。為此，我們可以先創建 NCache 專用的發佈和訂閱消息存儲。

　　我們將使用 NCache Pub/Sub API 來逐步實現上述場景的分散式消息傳遞過程。

　　創建主題

　　第一步是創建一個主題，不同供應商可以向這個主題發佈關於新商品的更新消息。我們可以使用 NCache ITopic 介面創建具有唯一名稱的主題。在下麵的代碼中，發佈者應用程式使用 CreateTopic 方法創建了一個叫作 newProducts 的主題。

// 前提條件：已經連上 NCache
// 指定主題名
string topicName = “newProducts”
// 創建主題
ITopic topic = cache.MessagingService.CreateTopic (topicName);

如果已經存在相同名稱的主題，則返回主題的實例，類型為 ITopic。

　　NCache 允許在創建主題時設置主題優先順序。如果某些事件需要以比其他事件更高的優先順序處理時，這個特性就很有用。例如，商品已售罄就是緊急信息。同樣，由於折扣或銷售而導致商品價格變動對於賣方或買方來說都是很重要的信息。在這種情況下，我們可以在創建主題時將其設置為高優先順序，這樣客戶端就可以毫不延遲地接收到相關通知。

　　發佈消息

　　在創建了主題後，發佈者應用程式就可以使用 Publish 方法向主題發佈消息。為此，我們需要先通過指定主題名獲得主題實例。NCache 為發佈消息提供了以下兩種傳遞模式：

• All（預設）：將消息傳遞給所有的訂閱者。當需要廣播信息時，這個就很有用。

• Any：將消息傳遞給任意一個訂閱者。此外，為了有效管理髮布和訂閱緩存的存儲空間，你還可以設置消息的過期時間。

　　在下麵的代碼中，發佈者向主題 newProducts 廣播有關新商品的消息。

// 前提條件：已經連上 NCache
// 已創建"newProducts"主題
string topicName = "newProducts"
// 獲取主題實例
ITopic productTopic = cache.MessagingService.GetTopic (topicName);
// 創建要放在消息中傳遞的對象
Product product = FetchProductFromDB (10248);
// 用對象創建新消息
var productMessage = new Message (product);
// 發佈消息，將選項設置為 
AllorderTopic.Publish (productMessage, DeliveryOption.All, true);

　訂閱主題

　　在創建了主題後，訂閱者應用程式就可以通過獲取訂閱來接收發佈到主題的消息。由於可以支持不同類型的訂閱，如果要進行非持久訂閱，可以使用 CreateSubscription 方法。如果要進行持久訂閱，可以使用 CreateDurableSubscription 方法。

　　下麵的代碼展示了訂閱者應用程式如何訂閱 newProducts 主題。MessageReceived 回調將在收到通知時執行預期操作。例如，訂閱者可以在收到銷售通知時在 MessageReceived 回調中更新產品價格。

// 前提條件：已經連上 NCache
// 已創建"newProducts"主題
string topicName = "newProducts"
// 獲取主題實例
ITopic productTopic = cache.MessagingService.GetTopic (topicName);
// 訂閱 newProducts 主題
// 指定 MessageReceived 回調
ITopicSubscription orderSubscriber = orderTopic.CreateSubscription (MessageReceived);

在上面的示例中，我們創建了一個非持久訂閱。此外，如果需要在重新連接時從訂閱的主題接收舊消息，可以創建持久訂閱。

　　NCache 還提供了一種基於模式的訂閱方法，支持通過多個通配符來訂閱與模式匹配的單個或多個主題。

　　註冊通知

　　NCache 可以讓發佈者知道消息的狀態和主題的可用性。發佈者應用程式可以註冊下麵的通知：

• MessageDeliveryFailure：如果由於任何問題而無法傳遞消息，則通知發佈者。

• OnTopicDeleted：當主題被刪除時通知發佈者。以下是發佈者註冊這兩種類型的通知的代碼。

// 你有一個主題實例 productTopic
// 註冊消息傳遞失敗通知
productTopic.MessageDeliveryFailure += OnFailureMessageReceived;
//註冊主題刪除通知
productTopic.OnTopicDeleted = TopicDeleted;

遵循以上這些步驟，一個基本的發佈和訂閱消息架構就可以被集成到任何 ASP.NET/.NET Core 應用程式中。

　　結論 　　

　　到目前為止，我們已經瞭解了 NCache 的發佈和訂閱特性。我們來總結一下 Ncache Pub/Sub 在處理現有解決方案的局限性方面提供了哪些好處。

• 由於具有線性可伸縮性，NCache Pub/Sub 可以通過添加緩存伺服器和負載均衡來處理不斷增加的訂閱請求。伸縮對用戶是透明的，不會影響通信過程。因此，你可以很容易地使用 NCache Pub/Sub 來擴展系統的通信性能。

• NCache Pub/Sub 提供了持久訂閱、消息傳遞重試和傳遞失敗通知，以避免消息丟失。此外，NCache 的分散式和複製架構確保了 NCache 的高可用性。所有這些功能確保了可靠的通信。

• 由於 NCache 是基於記憶體的分散式緩存，因此駐留在緩存中的消息存儲速度非常快。此外，NCache 允許緩存中的數據過期並將其回收，從而智能地管理好存儲空間。NCache 的可擴展性、可靠性和存儲效率，以及發佈和訂閱的松耦合和非同步消息傳遞模式，使得 NCache 的發佈和訂閱特性在未來的 .NET/.NET Core 應用程式的分散式消息傳遞方面具有很大的應用前景。

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　　https://dzone.com/articles/pubsub-design-pattern-in-net-distributed-cache

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