Mosquito的优化——订阅树优化（八）

本文由逍遥子撰写。转发请标注原址：

http://blog.csdn.net/houjixin/article/details/46413783

或

http://houjixin.blog.163.com/blog/static/35628410201558423159/

8.1  mosquitto的订阅树机制

在mosquitto原始版本号中。全部的订阅关系都是通过一颗订阅树来维护，在订阅树中，topic将被依照“/”组织成树状结构，如图5-3所看到的的订阅树，当中订阅树的每一个节点都是一个topic分级，每一个节点相应的topic就是从根节点到当前节点所组成的topic，每一个节点旁边的星状列表即是该节点所相应的订阅列表。

图8-1 订阅树

在mosquitto原始版本号程序中，订阅树依照topic来搭建，topic的数量和分级形式直接决定了订阅树的形状，进而影响操作效率。在mosquitto中。对上述订阅树的操作主要是查询、插入和删除操作，上述操作都涉及对订阅树的遍历。

以插入操作为例，将topic各分级的内容与订阅树的各层节点相比較，依此找到相匹配的节点，假设找到，则继续下一级匹配。直到订阅的topic所有匹配成功，此时仅仅需将context挂到订阅树的当前节点的订阅列表中就可以；假设匹配过程中有topic分级的内容无法匹配成功。则说明订阅树中尚不存在所订阅的topic，此时需将topic分级中不匹配的节点增加到订阅树中，并将context挂到新生成节点的订阅列表中。比如，假设一个新的clientcontext1订阅了topic：a1/b1/c1，则mosquitto内部首先将topic依照“/”切割为a1、b1、c1三级列表。然后以递归方式将topic列表中的内容与订阅树中各节点的内容进行匹配。详细匹配过程为：

假设topic列表中当前分级的内容不为空。且与订阅树中节点的内容相匹配的，则继续选择topic列表中的下一个分级内容，与订阅树中当前节点的子树进行相同的匹配。

假设topic列表中当前分级内容不为空，且订阅树的当前层中没有找到与分级内容想匹配的节点，则为topic的该分级新增一个节点；继续以该新增节点为子树的根节点进行匹配。

假设topic列表为空，则将其挂到相应订阅树的当前节点相应的订阅列表中；

图8-2即为上述匹配过程的流程图。

watermark/2/text/aHR0cDovL2Jsb2cuY3Nkbi5uZXQvaG91aml4aW4=/font/5a6L5L2T/fontsize/400/fill/I0JBQkFCMA==/dissolve/70/gravity/Center" alt="">

图8-2 订阅树的匹配流程

8.2、  订阅机制的优化

Mosquitto的原来对订阅着的组织採用树形结构。这样的方式的长处是在逻辑上比較清晰，可是其插入、查找和删除的效率较低。

针对mosquitto订阅树的这样的缺陷，本次优化过程将去掉订阅树，採用hash表的方式存储各topic及其订阅列表。hash表的方式主要是为了通过topic高速定位到其订阅列表，因此，hash表的value是每一个订阅列表的地址，key是该订阅列表所相应的topic，其内容是从根节点到当前节点的topic内容所组成，以图5-3所看到的的hash表为例，节点c1相应的hash表项的key是：a1/b1/c1。value及时Lc1。针对图5-3中所看到的的订阅树，其产生的订阅hash表如图5-5所看到的：

8-3订阅hash表

8.3、 优化方法

订阅机制的优化主要集中在文件subs.c中。详细则涉及下面接口函数：

mqtt3_retain_queue

mqtt3_subs_clean_session

mqtt3_db_messages_queue

mqtt3_sub_remove

mqtt3_sub_add

在mqtt3_sub_add函数中主要完毕mosquitto的订阅操作，将首先搜索hash表中是否存在该context所订阅的topic。假设存在。则将其挂到相应的订阅列表中就可以，否则创建一个新的hash结构体，在该结构体中保存此topic。并将context挂到该topic的订阅列表中。

函数mqtt3_db_messages_queue中主要完毕mosquitto的消息公布操作。在该函数中将对topic进行拆分检查各种以“#”结尾的子topic是否存在于订阅hash表中，假设存在则进行消息发送。比如某一context欲向主题：a1/b1/c1公布消息，则须要在函数mqtt3_db_messages_queue中检查下面几种topic是否存在于订阅hash表中：

a1/#

a1/b1/#

a1/b1/c1/#

a1/b1/c1/

假设主题有存在于hash表中，则将消息挂载到相应topic订阅列表的各个context的消息队列中。

函数mqtt3_sub_remove和mqtt3_subs_clean_session主要完毕在hash表中清除context的操作，该操作须要事先保存context所订阅的topic。此时仅仅需查找其所订阅的topic是否存在于订阅hash表中就可以，假设存在，则再从订阅列表中删除该context，否则直接返回。

函数mqtt3_retain_queue完毕对某个context的消息队列的保存操作，它相同不须要遍历订阅树。仅仅须要依据其操作的context中取出所订阅的topic。然后再通过该topic从订阅hash表中找到相应的context就可以调用_retain_process函数直接完毕操作。

优化后的mosquitto程序不支持通配符“+”，可是支持通配符“#”。