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：

using System;
using RabbitMQ.Client;
using System.Text;

class NewTask
{
    public static void Main(string[] args)
    {
        var factory = new ConnectionFactory() { HostName = "localhost" };
        using(var connection = factory.CreateConnection())
        using(var channel = connection.CreateModel())
        {
            channel.QueueDeclare(queue: "task_queue",
                                 durable: true,
                                 exclusive: false,
                                 autoDelete: false,
                                 arguments: null);

            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);
            Console.WriteLine(" [x] Sent {0}", message);
        }

        Console.WriteLine(" Press [enter] to exit.");
        Console.ReadLine();
    }

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

Worker.cs完整源码如下：

using System;
using RabbitMQ.Client;
using RabbitMQ.Client.Events;
using System.Text;
using System.Threading;

class Worker
{
    public static void Main()
    {
        var factory = new ConnectionFactory() { HostName = "localhost" };
        using(var connection = factory.CreateConnection())
        using(var channel = connection.CreateModel())
        {
            channel.QueueDeclare(queue: "task_queue",
                                 durable: true,
                                 exclusive: false,
                                 autoDelete: false,
                                 arguments: null);

            channel.BasicQos(prefetchSize: 0, prefetchCount: 1, global: false);

            Console.WriteLine(" [*] Waiting for messages.");

            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);

            Console.WriteLine(" Press [enter] to exit.");
            Console.ReadLine();
        }
    }
}

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

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