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RabbitMQ消息队列(三):任务分发机制[转]

时间:2015-01-06 13:21:35      阅读:179      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

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在上篇文章中,我们解决了从发送端(Producer)向接收端(Consumer)发送“Hello World”的问题。在实际的应用场景中,这是远远不够的。从本篇文章开始,我们将结合更加实际的应用场景来讲解更多的高级用法。

   当有Consumer需要大量的运算时,RabbitMQ Server需要一定的分发机制来balance每个Consumer的load。接下来我们分布讲解。 

   应用场景就是RabbitMQ Server会将queue的Message分发给不同的Consumer以处理计算密集型的任务:

技术分享

1. Message acknowledgment 消息确认

每个Consumer可能需要一段时间才能处理完收到的数据。如果在这个过程中,Consumer出错了,异常退出了,而数据还没有处理完成,那么 非常不幸,这段数据就丢失了。因为我们采用no-ack的方式进行确认,也就是说,每次Consumer接到数据后,而不管是否处理完 成,RabbitMQ Server会立即把这个Message标记为完成,然后从queue中删除了。

     如果一个Consumer异常退出了,它处理的数据能够被另外的Consumer处理,这样数据在这种情况下就不会丢失了(注意是这种情况下)。

      为了保证数据不被丢失,RabbitMQ支持消息确认机制,即acknowledgments。为了保证数据能被正确处理而不仅仅是被Consumer收到,那么我们不能采用no-ack。而应该是在处理完数据后发送ack。

    在处理数据后发送的ack,就是告诉RabbitMQ数据已经被接收,处理完成,RabbitMQ可以去安全的删除它了。

    如果Consumer退出了但是没有发送ack,那么RabbitMQ就会把这个Message发送到下一个Consumer。这样就保证了在Consumer异常退出的情况下数据也不会丢失。

    这里并没有用到超时机制。RabbitMQ仅仅通过Consumer的连接中断来确认该Message并没有被正确处理。也就是说,RabbitMQ给了Consumer足够长的时间来做数据处理。

这样即使你通过Ctr-C中断了Recieve.cs,那么Message也不会丢失了,它会被分发到下一个Consumer。

      如果忘记了ack,那么后果很严重。当Consumer退出时,Message会重新分发。然后RabbitMQ会占用越来越多的内存,由于 RabbitMQ会长时间运行,因此这个“内存泄漏”是致命的。去调试这种错误,可以通过一下命令打印un-acked Messages.

2. Round-robin dispatching 循环分发

        RabbitMQ的分发机制非常适合扩展,而且它是专门为并发程序设计的。如果现在load加重,那么只需要创建更多的Consumer来进行任务处理即 可。当然了,对于负载还要加大怎么办?我没有遇到过这种情况,那就可以创建多个virtual Host,细化不同的通信类别了。

     1、首先开启两个Consumer,即运行两个Recieve.cs。

     2、在开启两个Producer,即运行两个Producer.cs。

默认情况下,RabbitMQ 会顺序的分发每个Message。当每个收到ack后,会将该Message删除,然后将下一个Message分发到下一个Consumer。这种分发方式叫做round-robin(优雅分发)。

Producer.cs

 1 class Program
 2     {
 3         static void Main(string[] args)
 4         {
 5             ConnectionFactory factory = new ConnectionFactory() { HostName = "localhost" };
 6             using (IConnection connection = factory.CreateConnection())
 7             {
 8                 using (IModel channel = connection.CreateModel())
 9                 {
10                     channel.QueueDeclare("hello", false, false, false, null);
11                     var message = GetMessage(args);
12                     var body = Encoding.UTF8.GetBytes(message);
13                     
14                     var properties = channel.CreateBasicProperties();
15                     properties.DeliveryMode = 2;//non-persistent (1) or persistent (2) 
16                     //channel.TxSelect();
17                     channel.BasicPublish("", "hello", properties, body);
18                     //channel.TxCommit();
19                 }
20             }
21         }
22 
23         private static string GetMessage(string[] args)
24         {
25             return ((args.Length > 0) ? string.Join(" ", args) : "Hello World!");
26         }
27     }

Consumer.cs

 1 //#define demo1
 2 #define demo2
 3 using RabbitMQ.Client;
 4 using RabbitMQ.Client.Events;
 5 using System;
 6 using System.Collections.Generic;
 7 using System.Linq;
 8 using System.Text;
 9 using System.Threading;
10 using System.Threading.Tasks;
11 
12 namespace ReceiveDemo2
13 {
14     /// <summary>
15     /// 一个Send和多个Receive的例子,
16     /// 还加上了ack的例子.
17     /// 优雅分发
18     /// </summary>
19     class Program
20     {
21         static void Main(string[] args)
22         {
23             var factory = new ConnectionFactory() { HostName = "localhost" };
24             using (var connection = factory.CreateConnection())
25             {
26                 using (var channel = connection.CreateModel())
27                 {
28                     channel.QueueDeclare("hello", false, false, false, null);
29                     var consumer = new QueueingBasicConsumer(channel);
30 #if demo1
31                     channel.BasicConsume("hello", true, consumer);//自动删除消息
32 #else
33                     channel.BasicConsume("hello", false, consumer);//需要接受方发送ack回执,删除消息
34 #endif
35                     Console.WriteLine(" [*] Waiting for messages." + "To exit press CTRL+C");
36                     while (true)
37                     {
38                         var ea = (BasicDeliverEventArgs)consumer.Queue.Dequeue();//挂起的操作
39 #if demo2
40                         channel.BasicAck(ea.DeliveryTag, false);//与channel.BasicConsume("hello", false, null, consumer);对应
41 #endif
42                         var body = ea.Body;
43                         var message = Encoding.UTF8.GetString(body);
44                         Console.WriteLine(" [x] Received {0}", message);
45                         int dots = message.Split(.).Length - 1;
46                         Thread.Sleep(dots * 1000);
47                         Console.WriteLine(" [x] Done");
48 #if demo2
49                         //channel.BasicAck(ea.DeliveryTag, false);//与channel.BasicConsume("hello", false, null, consumer);对应,这句话写道40行和49行运行结果就会不一样.写到这里会发生如果输出[x] Received {0}之后,没有输出 [x] Done之前,CTRL+C结束程序,那么message会自动发给另外一个客户端,当另外一个客户端收到message后,执行完49行的命令之后,服务器会删掉这个message
50 #endif
51                     }
52                 }
53             }
54         }
55     }
56 }

3. Message durability消息持久化

     在上一节中我们知道了即使Consumer异常退出,Message也不会丢失。但是如果RabbitMQ Server退出呢?软件都有bug,即使RabbitMQ Server是完美毫无bug的(当然这是不可能的,是软件就有bug,没有bug的那不叫软件),它还是有可能退出的:被其它软件影响,或者系统重启 了,系统panic了。。。

    为了保证在RabbitMQ退出或者crash了数据仍没有丢失,需要将queue和Message都要持久化。queue的持久化需要在声明时指定durable=True,修改Producer和Consumer的channel.QueueDeclare代码,再次强调,Producer和Consumer都应该去创建这个queue,尽管只有一个地方的创建是真正起作用的:

bool durable = true;
channel.QueueDeclare("hello", durable, false, false, null);

上述语句执行不会有什么错误,但是确得不到我们想要的结果,原因就是RabbitMQ Server已经维护了一个叫hello的queue,那么上述执行不会有任何的作用,也就是hello的任何属性都不会被影响。这一点在上篇文章也讨论过。

那么workaround也很简单,声明一个另外的名字的queue,比如名字定位task_hello,或者通过监控http://localhost:15672/,删除名为“hello”的Queue。

接下来,还需要持久化Message,即在Producer.cs里面Publish的时候指定一个properties,方式如下:

 1 static void Main(string[] args)
 2         {
 3             var factory = new ConnectionFactory() { HostName = "localhost" };
 4             using (var connection = factory.CreateConnection())
 5             {
 6                 using (var channel = connection.CreateModel())
 7                 {
 8                     bool durable = true;
 9                     channel.QueueDeclare("task_queue", durable, false, false, null);//queue的持久化需要在声明时指定durable=True
10                     var message = GetMessage(args);
11                     var body = Encoding.UTF8.GetBytes(message);
12                     var properties = channel.CreateBasicProperties();
13                     properties.SetPersistent(true);//需要持久化Message,即在Publish的时候指定一个properties,
14                     channel.BasicPublish("", "task_hello", properties, body);
15                 }
16             }
17         }

关于持久化的进一步讨论:

    为了数据不丢失,我们采用了:

  1. 在数据处理结束后发送ack,这样RabbitMQ Server会认为Message Deliver 成功。
  2. 持久化queue,可以防止RabbitMQ Server 重启或者crash引起的数据丢失。
  3. 持久化Message,理由同上。

    但是这样能保证数据100%不丢失吗?

    答案是否定的。问题就在与RabbitMQ需要时间去把这些信息存到磁盘上,这个time window虽然短,但是它的确还是有。在这个时间窗口内如果数据没有保存,数据还会丢失。还有另一个原因就是RabbitMQ并不是为每个Message都做fsync:它可能仅仅是把它保存到Cache里,还没来得及保存到物理磁盘上。

    因此这个持久化还是有问题。但是对于大多数应用来说,这已经足够了。当然为了保持一致性,你可以把每次的publish放到一个transaction中。这个transaction的实现需要user defined codes。

    那么商业系统会做什么呢?一种可能的方案是在系统panic时或者异常重启时或者断电时,应该给各个应用留出时间去flash cache,保证每个应用都能exit gracefully。

4. Fair dispatch 公平分发

    你可能也注意到了,分发机制不是那么优雅。默认状态下,RabbitMQ将第n个Message分发给第n个Consumer。当然n是取余后的。它不管Consumer是否还有unacked Message,只是按照这个默认机制进行分发。

   那么如果有个Consumer工作比较重,那么就会导致有的Consumer基本没事可做,有的Consumer却是毫无休息的机会。那么,RabbitMQ是如何处理这种问题呢?

技术分享

  通过 BasicQos 方法设置prefetchCount = 1。这样RabbitMQ就会使得每个Consumer在同一个时间点最多处理一个Message。换句话说,在接收到该Consumer的ack前,他它不会将新的Message分发给它。 设置方法如下:

channel.BasicQos(0, 1, false);

注意,这种方法可能会导致queue满。当然,这种情况下你可能需要添加更多的Consumer,或者创建更多的virtualHost来细化你的设计。

Consumer.cs

 1 static void Main(string[] args)
 2         {
 3             var factory = new ConnectionFactory() { HostName = "localhost" };
 4             using (var connection = factory.CreateConnection())
 5             {
 6                 using (var channel = connection.CreateModel())
 7                 {
 8                     bool durable = true;
 9                     channel.QueueDeclare("task_queue", durable, false, false, null);
10                     channel.BasicQos(0, 1, false);//这样RabbitMQ就会使得每个Consumer在同一个时间点最多处理一个Message。换句话说,在接收到该Consumer的ack前,他它不会将新的Message分发给它。 
11                     var consumer = new QueueingBasicConsumer(channel);
12                     channel.BasicConsume("task_hello", false, null, consumer);//需要接受方发送ack回执,删除消息
13                     Console.WriteLine(" [*] Waiting for messages." + "To exit press CTRL+C");
14                     while (true)
15                     {
16                         var ea = (BasicDeliverEventArgs)consumer.Queue.Dequeue();//挂起的操作
17                         channel.BasicAck(ea.DeliveryTag, false);//与channel.BasicConsume("task_queue", false, null, consumer);对应
18                         var body = ea.Body;
19                         var message = Encoding.UTF8.GetString(body);
20                         Console.WriteLine(" [x] Received {0}", message);
21                         int dots = message.Split(.).Length - 1;
22                         Thread.Sleep(dots * 1000);
23                         Console.WriteLine(" [x] Done");
24                     }
25                 }
26             }
27         }

 转:

http://www.rabbitmq.com/tutorials/tutorial-two-dotnet.html(官网)

http://blog.csdn.net/anzhsoft/article/details/19607841(翻译)

RabbitMQ消息队列(三):任务分发机制[转]

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原文地址:http://www.cnblogs.com/qiyebao/p/4205626.html

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