RabbitMQ系列教程之二:工作队列(Work Queues)

2019/03/27 14:56
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原文: RabbitMQ系列教程之二:工作队列(Work Queues)

    今天开始RabbitMQ教程的第二讲,废话不多说,直接进入话题。   (使用.NET 客户端 进行事例演示)
     
    在第一个教程中,我们编写了一个从命名队列中发送和接收消息的程序。在本教程中,我们将创建一个工作队列,这个队列将用于在多个工人之间分配耗时的任务。

    工作队列【又名:任务队列】背后主要的思想是避免立刻执行耗时的工作任务,并且一直要等到它结束为止。相反,我们规划任务并晚些执行。我们封装一个任务作为消息发送到一个命名的消息队列中,后台运行的工作线程将获取任务并且最终执行该任务。当你运行很多的任务的时候他们会  共享工作线程和队列。

    这个概念在Web应用程序中是尤其有用的,异步执行可以在短时间内处理一个复杂Http请求。

1、准备工作

    在本系列教程的前一个教程中,我们发送了一个包含“Hello World!”的消息,现在我们发送一个代表复杂任务的字符串。我们不会创建一个真实的任务,比如对图像文件进行处理或PDF文件的渲染,因此让我们假装我们很忙-通过采用Thread.Sleep()功能来实现复杂和繁忙。我们将根据字符串中的点的数量作为它的复杂性,每一个点将占一秒钟的“工作”。例如,一个假的任务描述Hello…,有三个点,我们就需要三秒。

    我们将稍微修改一下我们以前的例子中Send 程序的代码,允许从命令行发送任意消息。这个程序将把任务发送到我们的消息队列中,所以我们叫它NewTask:

   像教程一,我们需要生成两个项目。

dotnet new console --name NewTask
    mv NewTask/Program.cs NewTask/NewTask.cs
    dotnet new console --name Worker
    mv Worker/Program.cs Worker/Worker.cs
    cd NewTask
   dotnet add package RabbitMQ.Client
   dotnet restore
   cd ../Worker
   dotnet add package RabbitMQ.Client
   dotnet restore


   var message = GetMessage(args);
   var body = Encoding.UTF8.GetBytes(message);

   var properties = channel.CreateBasicProperties();
   properties.Persistent = true;

   channel.BasicPublish(exchange: "",
                     routingKey: "task_queue",
                     basicProperties: properties,
                     body: body);


   信息数据我们可以从命令行的参数获得:

private static string GetMessage(string[] args)
{
    return ((args.Length > 0) ? string.Join(" ", args) : "Hello World!");
}


    我们的旧Receive.cs代码也需要一些修改:需要为消息体中每个点都需要消耗一秒钟的工作,先要计算出消息体内有几个点号,然后在乘以1000,就是这个复杂消息所消耗的时间,同时表示这是一个复杂任务。RabbitMQ将处理和发送理消息,并且执行这个任务,让我们拷贝以下代码黏贴到Worker的项目中,并进行相应的修改:

var consumer = new EventingBasicConsumer(channel);
   consumer.Received += (model, ea) =>
   {
       var body = ea.Body;
       var message = Encoding.UTF8.GetString(body);
       Console.WriteLine(" [x] Received {0}", message);

       int dots = message.Split('.').Length - 1;
       Thread.Sleep(dots * 1000);

       Console.WriteLine(" [x] Done");
   };
   channel.BasicConsume(queue: "task_queue", noAck: true, consumer: consumer);


    我们自己假设的任务的模拟执行时间就是:

int dots = message.Split('.').Length - 1;
 Thread.Sleep(dots * 1000);


2、轮询调度

    我们使用任务队列的好处之一就是使任务可以并行化,增加系统的并行处理能力。如果我们正在建立一个积压的工作,我们可以紧紧增加更多的Worker实例就可以完成大量工作的处理,修改和维护就很容易。

    首先,让我们同时运行两个Worker实例。他们都会从队列中得到消息,但具体如何?让我想想。

    你需要打开三个控制台的应用程序。两个控制台程序将运行Wroker程序。这些控制台程序将是我们的两个消费者C1和C2。

# shell 1
    cd Worker
    dotnet run
    # => [*] Waiting for messages. To exit press CTRL+C

    # shell 2
    cd Worker
    dotnet run
    # => [*] Waiting for messages. To exit press CTRL+C


    在第三个控制台应用程序中我们将发布新的任务。只要你已经启动了消费者程序,你可以看到一些发布的信息:

# shell 3
   cd NewTask
   dotnet run "First message."
   dotnet run "Second message.."
   dotnet run "Third message..."
   dotnet run "Fourth message...."
   dotnet run "Fifth message....."

   让我们看看交付了什么东西在Workers:

# shell 1
   # => [*] Waiting for messages. To exit press CTRL+C
   # => [x] Received 'First message.'
   # => [x] Received 'Third message...'
   # => [x] Received 'Fifth message.....'

   # shell 2
   # => [*] Waiting for messages. To exit press CTRL+C
   # => [x] Received 'Second message..'
   # => [x] Received 'Fourth message....'


   默认情况下,RabbitMQ将会发送每一条消息给序列中每一个消费者。每个消费者都会得到相同数量的信息。这种分发消息的方式叫做轮询。我们尝试这三个或更多的Workers。


3、消息确认

     处理一个任务可能需要几秒钟。如果有一个消费者开始了一个长期的任务,并且只做了一部分就发生了异常,你可能想知道到底发生了什么。我们目前的代码,一旦RabbitMQ发送一个消息给客户立即从内存中移除。在这种情况下,如果你关掉了一个Worker,我们将失去它正在处理的信息。我们也将丢失发送给该特定员工但尚未处理的所有信息。

    但我们不想失去任何任务。如果一个Worker出现了问题,我们希望把这个任务交给另一个Woker。

    为了确保消息不会丢失,RabbitMQ支持消息确认机制。ACK(nowledgement)确认消息是从【消息使用者】发送回来告诉RabbitMQ结果的一种特殊消息,确认消息告诉RabbitMQ指定的接受者已经收到、处理,并且RabbitMQ你可以自由删除它。

    如果一个【消费者Consumer】死亡(其通道关闭,连接被关闭,或TCP连接丢失)不会发送ACK,RabbitMQ将会知道这个消息并没有完全处理,将它重新排队。如果有其他用户同时在线,它就会快速地传递到另一个【消费者】。这样你就可以肯定,没有消息丢失,即使【Worker】偶尔死了或者出现问题。


    在没有任何消息超时;当【消费者】死亡的时候RabbitMQ会重新发送消息。只要是正常的,即使处理消息需要很长很长的时间也会重发消息给【消费者】。

   消息确认的机制默认是打开的。在以前的例子中,我们明确地把它们关闭设置noAck(“没有手动确认”)参数为true。是时候删除这个标志了,并且从Worker发送一个适当确认消息,一旦我们完成了工作任务。

var consumer = new EventingBasicConsumer(channel);
   consumer.Received += (model, ea) =>
   {
       var body = ea.Body;
       var message = Encoding.UTF8.GetString(body);
       Console.WriteLine(" [x] Received {0}", message);

       int dots = message.Split('.').Length - 1;
       Thread.Sleep(dots * 1000);

       Console.WriteLine(" [x] Done");

       channel.BasicAck(deliveryTag: ea.DeliveryTag, multiple: false);
   };
   channel.BasicConsume(queue: "task_queue", noAck: false, consumer: consumer);

   使用这个代码,我们可以肯定的是,即使你使用Ctrl + C关掉一个正在处理消息的Worker,也不会丢失任何东西。【Worker】被杀死后,未被确认的消息很快就会被退回。


4、忘记确认

    忘记调用BasicAck这是一个常见的错误。虽然这是一个简单的错误,但后果是严重的。消息会被退回时,你的客户退出(这可能看起来像是随机的)但是RabbitMQ将会使用更多的内存保存这些任何延迟确认消息。

    为了调试这种错误,你可以使用rabbitmqctl打印messages_unacknowledged字段值:sudo rabbitmqctl list_queues name messages_ready messages_unacknowledged

    如果是在Window环境下,删除掉sudo字符就可以:rabbitmqctl.bat list_queues name messages_ready messages_unacknowledged


5、持久性的消息

    我们已经学会了如何确保即使【消费者】死亡,任务也不会丢失。但是如果RabbitMQ服务器停止了,我们的任务仍然会丢失的。

    当RabbitMQ退出或死机会清空队列和消息,除非你告诉它即使宕机也不能丢失任何东西。要确保消息不会丢失,有两件事情我们是必需要做的:我们需要将队列和消息都标记为持久的。

    首先,我们需要确保我们RabbitMQ从来都不会损失我们的的队列。为了做到这一点,我们需要声明我们的队列为持久化的:

channel.QueueDeclare(queue: "hello",
                     durable: true,
                     exclusive: false,
                     autoDelete: false,
                     arguments: null);

    虽然这个命令本身是正确的,它不会起作用在我们目前的设置中。这是因为我们已经定义了一个叫hello的队列,它不是持久化的。RabbitMQ不允许你使用不同的参数重新定义一个已经存在的队列,在任何程序代码中,都试图返回一个错误。但有一个快速的解决方法-让我们声明一个名称不同的队列,例如task_queue:

channel.QueueDeclare(queue: "task_queue",
                     durable: true,
                     exclusive: false,
                     autoDelete: false,
                     arguments: null);

    这行代码QueueDeclare表示队列的声明,创建并打开队列,这个段代码需要应用到【生产者】和【消费者】中。

    在这一点上,我们相信,task_queue队列不会丢失任何东西即使RabbitMQ重启了。现在我们要通过设置IbasicProperties.SetPersistent属性值为true来标记我们的消息持久化的。

var properties = channel.CreateBasicProperties();
properties.Persistent
= true;

     关于消息持久性的注意

     将消息标记为持久性并不能完全保证消息不会丢失。虽然该设置告诉RabbitMQ时时刻刻把保存消息到磁盘上,但是这个时间间隔还是有的,当RabbitMQ已经接受信息但并没有保存它,此时还有可能丢失。另外,RabbitMQ不会为每个消息调用fsync(2)--它可能只是保存到缓存并没有真正写入到磁盘。虽然他的持久性保证不强,但它我们简单的任务队列已经足够用了。如果您需要更强的保证,那么您可以使用Publisher Comfirms。

6、公平调度

   你可能已经注意到,调度仍然没有像我们期望的那样的工作。例如,在两个Workers的情况下,当所有的奇数消息是沉重的,甚至消息是轻的,一个Worker忙个不停,而另一个Worker几乎没事可做。哎,RabbitMQ对上述情况一无所知,仍将消息均匀发送。

   发生这种情况是因为当有消息进入队列的时候RabbitMQ才仅仅调度了消息。它根本不看【消费者】未确认消息的数量,它只是盲目的把第N个消息发送给第N个【消费者】。

   为了避免上述情况的发生,我们可以使用prefetchcount = 1的设置来调用BasicQos方法。这个方法告诉RabbitMQ在同一时间不要发送多余一个消息的数据给某个【Worker】。或者,换句话说,当某个消息处理完毕,并且已经收到了消息确认之后,才可以继续发送消息给那个【Worker】。相反,它将把消息分配给给下一个不忙的【Worker】。

channel.BasicQos(0, 1, false);

   注意队列大小

   如果所有的工人都很忙,你的队列可以填满。你要留意这一点,也许会增加更多的【Worker】,或者有其他的策略。


7、把所有的代码放在一起

NewTask.cs类最终的代码是:

 1 using System;
 2 using RabbitMQ.Client;
 3 using System.Text;
 4 
 5 class NewTask
 6 {
 7     public static void Main(string[] args)
 8     {
 9         var factory = new ConnectionFactory() { HostName = "localhost" };
10         using(var connection = factory.CreateConnection())
11         using(var channel = connection.CreateModel())
12         {
13             channel.QueueDeclare(queue: "task_queue",
14                                  durable: true,
15                                  exclusive: false,
16                                  autoDelete: false,
17                                  arguments: null);
18 
19             var message = GetMessage(args);
20             var body = Encoding.UTF8.GetBytes(message);
21 
22             var properties = channel.CreateBasicProperties();
23             properties.Persistent = true;
24 
25             channel.BasicPublish(exchange: "",
26                                  routingKey: "task_queue",
27                                  basicProperties: properties,
28                                  body: body);
29             Console.WriteLine(" [x] Sent {0}", message);
30         }
31 
32         Console.WriteLine(" Press [enter] to exit.");
33         Console.ReadLine();
34     }
35 
36     private static string GetMessage(string[] args)
37     {
38         return ((args.Length > 0) ? string.Join(" ", args) : "Hello World!");
39     }
40 }

Worker.cs完整源码如下

 1 using System;
 2 using RabbitMQ.Client;
 3 using RabbitMQ.Client.Events;
 4 using System.Text;
 5 using System.Threading;
 6 
 7 class Worker
 8 {
 9     public static void Main()
10     {
11         var factory = new ConnectionFactory() { HostName = "localhost" };
12         using(var connection = factory.CreateConnection())
13         using(var channel = connection.CreateModel())
14         {
15             channel.QueueDeclare(queue: "task_queue",
16                                  durable: true,
17                                  exclusive: false,
18                                  autoDelete: false,
19                                  arguments: null);
20 
21             channel.BasicQos(prefetchSize: 0, prefetchCount: 1, global: false);
22 
23             Console.WriteLine(" [*] Waiting for messages.");
24 
25             var consumer = new EventingBasicConsumer(channel);
26             consumer.Received += (model, ea) =>
27             {
28                 var body = ea.Body;
29                 var message = Encoding.UTF8.GetString(body);
30                 Console.WriteLine(" [x] Received {0}", message);
31 
32                 int dots = message.Split('.').Length - 1;
33                 Thread.Sleep(dots * 1000);
34 
35                 Console.WriteLine(" [x] Done");
36 
37                 channel.BasicAck(deliveryTag: ea.DeliveryTag, multiple: false);
38             };
39             channel.BasicConsume(queue: "task_queue",
40                                  noAck: false,
41                                  consumer: consumer);
42 
43             Console.WriteLine(" Press [enter] to exit.");
44             Console.ReadLine();
45         }
46     }
47 }

 

使用消息确认和BasicQos方法可以建立一个工作队列。持久化的选项可以让我们的任务队列保持存活即使RabbitMQ重启。

   好了,写完了,翻译的不好,大家见谅。

  原文地址如下:http://www.rabbitmq.com/tutorials/tutorial-two-dotnet.html

   欢迎大家来探讨。

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