rabbitmq系列二之工作队列

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1、工作队列的简介

　　在上一篇中，我们已经写了一个从已知队列中发送和获取消息的程序，在这里，我们创建一个工作队列（work queue），会发送一些耗时的任务给多个工作者。模型图如下：

　　工作队列，由称为任务队列（task queue），主要是为了避免一些占用大量资源，时间的操作。当我们把任务（task）当作消息发送到队列时，一个运行在后台的工作者（worker），当你运行多个工作者，任务就会在它们之间共享。

　　这个概念在网络应用中是非常有用的，它可以在短暂的HTTP请求中处理一些复杂的任务。

2、准备

　　之前的教程中，我们发送了一个包含“Hello World!”的字符串消息。现在，我们将发送一些字符串，把这些字符串当作复杂的任务。我们没有真实的例子，例如图片缩放、pdf文件转换。所以使用time.sleep()函数来模拟这种情况。我们在字符串中加上点号（.）来表示任务的复杂程度，一个点（.）将会耗时1秒钟。比如"Hello..."就会耗时3秒钟。

　　我们对之前教程的send.java做些简单的调整，以便可以发送随意的消息。这个程序会按照计划发送任务到我们的工作队列中。我们把它命名为NewTask.java，代码如下：

 1 package rabbitmq.main;
 2 
 3 import java.io.IOException;
 4 import java.util.concurrent.TimeoutException;
 5 
 6 import com.rabbitmq.client.Channel;
 7 import com.rabbitmq.client.Connection;
 8 
 9 import rabbitmq.utils.ConnectionUtils;
10 
11 public class NewTask {
12 
13     private static final String QUEUE_NAME = "rabbitmq_queue";
14 
15     public static void main(String[] args) throws IOException, TimeoutException {
16         // 获取一个连接
17         Connection connection = ConnectionUtils.getConnection();
18         // 从连接中获取一个通道
19         Channel channel = connection.createChannel();
20         // 创建队列
21         channel.queueDeclare(QUEUE_NAME, false, false, false, null);
22         String[] messages = getMessage(args);
23         for(String message : messages) {
24             // 往队列里发送消息
25             channel.basicPublish("", QUEUE_NAME, null, message.getBytes());
26             System.out.println("Send '" + message + "'");
27         }
28         // 关闭通道
29         channel.close();
30         // 关闭连接
31         connection.close();
32     }
33 
34     private static String[] getMessage(String[] strings) {
35         if (strings.length < 1) {
36             strings = new String[] {
37                     "1 message.",
38                     "2 message..",
39                     "3 message...",
40                     "4 message.",
41                     "5 message..",
42                     "6 message...",
43                     "7 message.",
44                     "8 message..",
45                     "9 message...",
46                     "10 message.",
47             };
48         }
49         
50         return strings;
51         
52     }
53 
54 }

View Code

　　我们的代码（receive.java）同样需要做一些改动：它需要为消息体中每一个点号（.）模拟1秒钟的操作。它会从队列中获取消息并执行，我们把它命名为worker1.java和worker2.java，这两个的代码时一摸一样的，代码如下：

 1 package rabbitmq.main;
 2 
 3 import java.io.IOException;
 4 import java.util.concurrent.TimeoutException;
 5 
 6 import com.rabbitmq.client.AMQP.BasicProperties;
 7 import com.rabbitmq.client.Channel;
 8 import com.rabbitmq.client.Connection;
 9 import com.rabbitmq.client.Consumer;
10 import com.rabbitmq.client.DefaultConsumer;
11 import com.rabbitmq.client.Envelope;
12 
13 import rabbitmq.utils.ConnectionUtils;
14 
15 public class Worker1 {
16     private static final String QUEUE_NAME = "rabbitmq_queue";
17 
18     public static void main(String[] args) throws IOException, TimeoutException {
19         // 获取连接
20         Connection connection = ConnectionUtils.getConnection();
21         // 创建 管道
22         Channel channel = connection.createChannel();
23         // 创建声明队列(可有可无)
24         channel.queueDeclare(QUEUE_NAME, false, false, false, null);
25         Consumer consumer = new DefaultConsumer(channel) {
26             @Override
27             public void handleDelivery(String consumerTag, Envelope envelope, BasicProperties properties, byte[] body)
28                     throws IOException {
29                 String message = new String(body, "UTF-8");
30                 System.out.println("Received '" + message + "'");
31                 try {
32                     doWork(message);
33                 }catch(Exception exception){
34                     System.out.println(" [x] error");
35                 }finally {
36 //                     System.out.println("Done");
37                 }
38             }
39             
40         };
41         boolean autoAck = true; // acknowledgment is covered below
42         // 监听队列
43         channel.basicConsume(QUEUE_NAME, autoAck, consumer);
44     }
45     
46     private static void doWork(String task) throws InterruptedException {
47         for (char ch : task.toCharArray()) {
48             if (ch == '.')
49                 Thread.sleep(1000);
50         }
51     }
52 
53 }

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3、循环调度（轮询调度）

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　　使用工作队列的一个好处就是它能够并行的处理队列。如果堆积了很多任务，我们只需要添加更多的工作者（workers）就可以了，扩展很简单。

首先，我们先同时运行worker1.java和worker2.java程序，它们都会从队列中获取消息，到底是不是这样呢？我们看看。需要打开三个终端，两个用来运行worker1.java和worker2.java程序，这两个终端就是我们的两个消费者（consumers）—— C1 和 C2。

　　最后执行NewTask.java程序，其中效果如下：

　　worker1的效果如下：

　　worker2的效果如下：

　　默认来说，RabbitMQ会按顺序得把消息发送给每个消费者（consumer）。平均每个消费者都会收到同等数量得消息。这种发送消息得方式叫做——轮询（round-robin）。

4、消息确认　

　　当处理一个比较耗时得任务的时候，你也许想知道消费者（consumers）是否运行到一半就挂掉。当前的代码中，当消息被RabbitMQ发送给消费者（consumers）之后，马上就会在内存中移除。这种情况，你只要把一个工作者（worker）停止，正在处理的消息就会丢失。同时，所有发送到这个工作者的还没有处理的消息都会丢失。

　　我们不想丢失任何任务消息。如果一个工作者（worker）挂掉了，我们希望任务会重新发送给其他的工作者（worker）。

　　为了防止消息丢失，RabbitMQ提供了消息响应（acknowledgments）。消费者会通过一个ack（响应），告诉RabbitMQ已经收到并处理了某条消息，然后RabbitMQ就会释放并删除这条消息。

　　如果消费者（consumer）挂掉了，没有发送响应，RabbitMQ就会认为消息没有被完全处理，然后重新发送给其他消费者（consumer）。这样，及时工作者（workers）偶尔的挂掉，也不会丢失消息。

　　消息是没有超时这个概念的；当工作者与它断开连的时候，RabbitMQ会重新发送消息。这样在处理一个耗时非常长的消息任务的时候就不会出问题了。

　　消息响应默认是开启的。之前的例子中我们可以使用no_ack=True标识把它关闭。是时候移除这个标识了，当工作者（worker）完成了任务，就发送一个响应。

　　在worker2代码中都做如下修改，当收到第7个或者第八个消息的工作者就挂掉，然后进行测试。

 1 package rabbitmq.main;
 2 
 3 import java.io.IOException;
 4 import java.util.concurrent.TimeoutException;
 5 
 6 import com.rabbitmq.client.AMQP.BasicProperties;
 7 import com.rabbitmq.client.Channel;
 8 import com.rabbitmq.client.Connection;
 9 import com.rabbitmq.client.Consumer;
10 import com.rabbitmq.client.DefaultConsumer;
11 import com.rabbitmq.client.Envelope;
12 
13 import rabbitmq.utils.ConnectionUtils;
14 
15 public class Worker2 {
16     private static final String QUEUE_NAME = "rabbitmq_queue";
17 
18     public static void main(String[] args) throws IOException, TimeoutException {
19         // 获取连接
20         Connection connection = ConnectionUtils.getConnection();
21         // 创建 管道
22         Channel channel = connection.createChannel();
23         channel.basicQos(1); // accept only one unack-ed message at a time (see below)
24         // 创建声明队列(可有可无)
25         channel.queueDeclare(QUEUE_NAME, false, false, false, null);
26         Consumer consumer = new DefaultConsumer(channel) {
27             @Override
28             public void handleDelivery(String consumerTag, Envelope envelope, BasicProperties properties, byte[] body)
29                     throws IOException {
30                 String message = new String(body, "UTF-8");
31                 System.out.println("Received '" + message + "'");
32                 if(message.contains("7") || message.contains("8")) {
33                      System.exit(0);
34                 }
35                 try {
36                     doWork(message);
37                 }catch(Exception exception){
38                     System.out.println(" [x] error");
39                 }finally {
40 //                     System.out.println(" [x] Done");
41                      channel.basicAck(envelope.getDeliveryTag(), false);
42                 }
43             }
44             
45         };
46         boolean autoAck = false; // acknowledgment is covered below
47         // 监听队列
48         channel.basicConsume(QUEUE_NAME, autoAck, consumer);
49     }
50     
51     private static void doWork(String task) throws InterruptedException {
52         for (char ch : task.toCharArray()) {
53             if (ch == '.')
54                 Thread.sleep(1000);
55         }
56     }
57 
58 }

View Code

work1的代码如下：

 1 package rabbitmq.main;
 2 
 3 import java.io.IOException;
 4 import java.util.concurrent.TimeoutException;
 5 
 6 import com.rabbitmq.client.AMQP.BasicProperties;
 7 import com.rabbitmq.client.Channel;
 8 import com.rabbitmq.client.Connection;
 9 import com.rabbitmq.client.Consumer;
10 import com.rabbitmq.client.DefaultConsumer;
11 import com.rabbitmq.client.Envelope;
12 
13 import rabbitmq.utils.ConnectionUtils;
14 
15 public class Worker1 {
16     private static final String QUEUE_NAME = "rabbitmq_queue";
17 
18     public static void main(String[] args) throws IOException, TimeoutException {
19         // 获取连接
20         Connection connection = ConnectionUtils.getConnection();
21         // 创建 管道
22         Channel channel = connection.createChannel();
23         channel.basicQos(1); // accept only one unack-ed message at a time (see below)
24         // 创建声明队列(可有可无)
25         channel.queueDeclare(QUEUE_NAME, false, false, false, null);
26         
27         Consumer consumer = new DefaultConsumer(channel) {
28             @Override
29             public void handleDelivery(String consumerTag, Envelope envelope, BasicProperties properties, byte[] body)
30                     throws IOException {
31                 String message = new String(body, "UTF-8");
32                 System.out.println("Received '" + message + "'");
33                 try {
34                     doWork(message);
35                 }catch(Exception exception){
36                     System.out.println(" [x] error");
37                 }finally {
38 //                     System.out.println("Done");
39                      channel.basicAck(envelope.getDeliveryTag(), false);
40                 }
41             }
42             
43         };
44         boolean autoAck = false; // acknowledgment is covered below
45         // 监听队列
46         channel.basicConsume(QUEUE_NAME, autoAck, consumer);
47     }
48     
49     private static void doWork(String task) throws InterruptedException {
50         for (char ch : task.toCharArray()) {
51             if (ch == '.')
52                 Thread.sleep(1000);
53         }
54     }
55 
56 }

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　　先执行work1和work2，然后执行，work2执行效果如下：

　　当接收到第7个消息的时候就挂掉了，work1执行效果如下：

　　work1还是收到了第7个消息。说明rabbitmq没有收到工作者发送到确认消息，是不会从队列中删除掉消息的，它会把消息发给另一个工作者处理。消息应答是默认打开的，即autoAck默认值是false。

　一个很容易犯的错误就是忘了basic_ack，后果很严重。消息在你的程序退出之后就会重新发送，如果它不能够释放没响应的消息，RabbitMQ就会占用越来越多的内存。channel.basicAck(envelope.getDeliveryTag(), false)，消息确认这行代码注意加上哦。

rabbitmq系列二 之工作队列

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