基本介紹
- 中文名：發布訂閱
- 外文名：publish-subscribe
- 類型：訊息範式
簡介,訊息過濾,拓撲,歷史,優點,松耦合,可擴展性,缺點,
簡介
訊息過濾
在發布/訂閱模型中，訂閱者通常接收所有發布的訊息的一個子集。選擇接受和處理的訊息的過程被稱作過濾。有兩種常用的過濾形式：基於主題的和基於內容的。
在基於主題的系統中，訊息被發布到主題或命名通道上。訂閱者將收到其訂閱的主題上的所有訊息，並且所有訂閱同一主題的訂閱者將接收到同樣的訊息。發布者負責定義訂閱者所訂閱的訊息類別。
在基於內容的系統中，訂閱者定義其感興趣的訊息的條件，只有當訊息的屬性或內容滿足訂閱者定義的條件時，訊息才會被投遞到該訂閱者。訂閱者需要負責對訊息進行分類。
一些系統支持兩者的混合：發布者發布訊息到主題上，而訂閱者將基於內容的訂閱註冊到一個或多個主題上。
拓撲
在許多發布/訂閱系統中，發布者發布訊息到一個中間的訊息代理，然後訂閱者向該訊息代理註冊訂閱，由訊息代理來進行過濾。訊息代理通常執行存儲轉發的功能將訊息從發布者傳送到訂閱者。
歷史
最早公開描述發布/訂閱系統之一的是Isis Toolkit的“新聞”子系統，1987年，在計算機協會(ACM)的作業系統原理的研討會上，在論文《在分散式系統中利用虛同步》中。該文描述的發布/訂閱技術是由Frank Schmuck發明的。
優點
松耦合
發布者與訂閱者松耦合，甚至不需要知道它們的存在。由於主題才是關注的焦點，發布者和訂閱者可以對系統拓撲結構保持一無所知。各自繼續正常操作而無需顧及對方。在傳統的緊耦合的客戶端-伺服器模式中，當伺服器進程不運行時，客戶端無法傳送訊息給伺服器，伺服器也無法在客戶端不運行時接收訊息。許多發布/訂閱系統不但將發布者和訂閱者從位置上解耦，還從時間上解耦他們。中間件分析師對這種發布/訂閱使用的常用策略，是拆卸一個發布者來讓訂閱者處理完積壓的工作（頻寬限制的一種形式）。
可擴展性
- 通過並行操作，訊息快取，基於樹或基於網路的路由等技術，發布/訂閱提供了比傳統的客戶端–伺服器更好的可擴展性。然而，在某些類型的緊耦合、高容量的企業環境中，隨著系統規模上升到由上千台伺服器組成的數據中心所共享的發布/訂閱基礎架構，現有的供應商系統經常失去這項好處；在這些高負載環境下，發布/訂閱產品的擴展性是一個研究課題。
缺點
發布/訂閱系統最嚴重的問題是其主要優點的副作用：發布者解耦訂閱者。
訊息交付問題：發布/訂閱系統必須仔細設計，才能提供特定的應用程式可能需要的更強大的系統性能，例如有保障的交付。
- 發布/訂閱系統的中介(broker)可能設計為在指定時間傳送訊息，隨後便停止嘗試傳送，無論是否已收到所有用戶成功接收訊息的確認回復。這樣設計的發布/訂閱系統不能保證訊息能夠傳遞到所有需要這種有保障交付的應用程式。要達成有保障交付，必須在發布/訂閱架構之外強制執行這種發布者和訂閱者之間在設計上更緊密的耦合（例如，通過要求訂閱者宣布訊息已接收）。
- 發布/訂閱系統中的發布者會“假定”訂閱者正在監聽，而實際上可能沒有。一個工廠可能會使用發布/訂閱系統來允許設備發布問題和故障，訂閱者將問題顯示並記錄。如果記錄器失敗（崩潰了），那么設備故障發布者不一定收到記錄器失敗的通知，發布/訂閱系統的任何設備都不會顯示和記錄錯誤訊息。應當指出的是，對於其它訊息架構這也是一個設計上的挑戰，例如客戶端/伺服器系統。在客戶端/伺服器系統中，當一個錯誤記錄器失效，系統將收到跡象。但是，客戶端/伺服器系統要處理這個失效，就必須擁有一個線上的冗餘日誌伺服器，或者動態生成回退日誌伺服器。這就增加了服務端和客戶端以及整個客戶端/伺服器架構設計的複雜度。然而，發布/訂閱系統中，在不影響任何其它設備的情況下，精確複製現有日誌器的冗餘日誌記錄訂閱者可以添加到系統，來增加日誌記錄的可靠性。在發布/訂閱系統中，有保障的錯誤訊息日誌功能可以逐步添加，隨後實現設備故障信息記錄的簡單基本功能。
在有少量發布者和訂閱節點的小型網路和低信息量時發布/訂閱能夠自如伸縮。然而，隨著節點和訊息量的增長，不穩定性隨之增長，限制了發布/訂閱網路的最大可擴展性。大規模時吞吐量不穩定的例子包括：
- 負載激增 - 訂閱請求使網路流量飽和，隨後進入低信息量（未充分利用網路頻寬）
- 速度變慢 - 越來越多的應用程式使用該系統（即使它們是在不同的發布/訂閱頻道通信）訊息量流入單個訂閱者的速度緩慢
使用中介（伺服器）的發布/訂閱系統，同意中介傳送訊息給帶內訂閱者，會引發安全問題。中介可能被愚弄，從而將通知傳送給錯誤的客戶端，增大了針對客戶端的服務請求被拒絕的可能性。中介本身可能超載，因為他們分配資源來跟蹤創建的訂閱。
