一、生产者消费者设计模式简介
- 生产者消费者设计模式是一种专门解耦同步问题的设计模式,类似单例设计模式，专门解决某类问题
1、什么是生产者消费者模式
- 在软件开发的过程中，经常碰到这样的场景：
- 某些模块负责生产数据，这些数据由其他模块来负责处理（此处的模块可能是：函数、线程、进程等）。产生数据的模块称为生产者，而处理数据的模块称为消费者。在生产者与消费者之间的缓冲区称之为仓库。生产者负责往仓库运输商品，而消费者负责从仓库里取出商品，这就构成了生产者消费者模式。
- 为了方便理解，我们举一个吃饺子的例子：
- 妈妈在厨房下饺子，锅小一次只能下10个饺子，你肚子饿，10个不够吃
- 按照同步思想，妈妈下完一锅饺子，饺子熟了（妈妈下饺子事件结束）交给你，你才能开始吃，你吃完了（你吃饺子事件结束）通知妈妈，妈妈才开始下第二锅饺子（妈妈再次执行下饺子事件）
- 这样就产生一个矛盾，妈妈下完第一锅饺子之前，你没有吃的，很正常，但你在吃的时侯，妈妈需要等待你的回复（吃饺子事件执行完成）后，才能下第二锅，期间只能等待（你把锅占了）
- 生产者消费者模式就是为解决串行事物处理的
- 妈妈下饺子是生产者，你吃饺子是消费者，需要中间承接工具（盘子或另一口锅盛饺子）
- 妈妈下好饺子，盛到中间容器（盘子）里，就直接去下第二锅，不用等待你吃完，生产者一直生产不用等消费者消费完
- 你一直在中间容器那守着，如果中间容器有饺子，你就开始吃，不用管妈妈是在下饺子还是在洗锅，直到盘子里吃空了，停下来再继续等
- 这就是形象的生产者消费者模式
2、生产者消费者模式的优点
2.1 解耦
- 假设生产者和消费者分别是两个线程。如果让生产者直接调用消费者的某个方法，那么生产者对于消费者就会产生依赖（也就是耦合）。如果未来消费者的代码发生变化，可能会影响到生产者的代码。而如果两者都依赖于某个缓冲区，两者之间不直接依赖，耦合也就相应降低了。
- 举个例子，我们去邮局投递信件，如果不使用邮箱（也就是缓冲区），你必须得把信直接交给邮递员。有同学会说，直接给邮递员不是挺简单的嘛？其实不简单，你必须 得认识谁是邮递员，才能把信给他。这就产生了你和邮递员之间的依赖（相当于生产者和消费者的强耦合）。万一哪天邮递员 换人了，你还要重新认识一下（相当于消费者变化导致修改生产者代码）。而邮箱相对来说比较固定，你依赖它的成本就比较低（相当于和缓冲区之间的弱耦合）。
2.2 并发
- 由于生产者与消费者是两个独立的并发体，他们之间是用缓冲区通信的，生产者只需要往缓冲区里丢数据，就可以继续生产下一个数据，而消费者只需要从缓冲区拿数据即可，这样就不会因为彼此的处理速度而发生阻塞。
- 继续上面的例子，如果我们不使用邮箱，就得在邮局等邮递员，直到他回来，把信件交给他，这期间我们啥事儿都不能干（也就是生产者阻塞）。或者邮递员得挨家挨户问，谁要寄信（相当于消费者轮询）。
2.3 支持忙闲不均
- 当生产者制造数据快的时候，消费者来不及处理，未处理的数据可以暂时存在缓冲区中，慢慢处理掉。而不至于因为消费者的性能造成数据丢失或影响生产者生产。
- 我们再拿寄信的例子，假设邮递员一次只能带走1000封信，万一碰上情人节（或是圣诞节）送贺卡，需要寄出去的信超过了1000封，这时候邮箱这个缓冲区就派上用场了。邮递员把来不及带走的信暂存在邮箱中，等下次过来时再拿走。
二、项目应用分析
1、问题描述：
- 我们的代码是自上而下同步执行的。
- 发送短信是耗时的操作。如果短信被阻塞住，用户响应将会延迟。
- 用户点击发送短信验证码按钮后，向后端发送报文
- 后端接收到报文件，生成短信验证码，需要第三方服务器容联云发送短信
- 容联云将短信发送成功或失败结果反馈后，后端再根据结果，返回前端响应报文
- 响应延迟会造成用户界面的倒计时延迟。
- 前端收到后端发送短信成功的报文响应后，开始倒计时显示
- 前端收到后端发送短信成功的报文响应后，开始倒计时显示
2、解决思路：
- 异步发送短信
- 发送短信和响应分开执行，将发送短信从主业务中解耦出来。
- 用户点击发送短信验证码按钮后，向后端发送报文
- 后端接收到报文件，生成短信验证码
- 将短信验证码发向容联云平台，同时，向前台发送响应报文
- 前端收到后端响应后，开始倒计时显示
3、本需求生产者消费者设计模式介绍
- 为了将发送短信从主业务中解耦出来,我们引入生产者消费者设计模式。
- 它是最常用的解耦方式之一，寻找中间人(broker)搭桥，保证两个业务没有直接关联。
- 生产者只负责生产任务，生产者生产的数据发送到消息队列中
- 消费者只负责处理处理数据，消费者处理的数据来源是从消息队列中取的
- 生产者与消费者并不直接对接，所有数据和消息都通过中间人（消息队列broker）转交
- 生产者消费者设计模式需要明确以下内容
- 任务：生产者生产的任务是什么
- 生产者、消费者、中间人是谁
- 结合本项目：
- 生产者： 商城后端，根据前端发送过来的请求，生成短信验证码(需要将短信验证码通过容联云发送到客户的手机上)
- 任务：发送短信
- 消费者：celery
- 中间人：redis 或 MQ ,本项目采用redis
- 生产者（商城）生成短信验证码，通过些设计模式发送短信，将短信验证码发送到 中间人（redis）中，就直接将响应结果返回前端，不再等待短信发送状态
- 消费者：一直开启监听服务，当中间人(redis)有发送短信的需求时，取出短信验证码和相关信息，通过容联云发送短信
- 此方法避免了，生产者等待消费者把短信发完成后再将响应结果返回前端,实现了后端与发送短信操作的解耦。