RabbitMQ - Work queues

参考文档:http://blog.csdn.net/lmj623565791/article/details/37620057

工作队列的主要任务是:避免立刻执行资源密集型任务,然后必须等待其完成。相反地,我们进行任务调度:我们把任务封装为消息发送给队列。工作进行在后台运行并不断的从队列中取出任务然后执行。当你运行了多个工作进程时,任务队列中的任务将会被工作进程共享执行。
这样的概念在web应用中极其有用,当在很短的HTTP请求间需要执行复杂的任务。

1、 准备

我们使用Thread.sleep来模拟耗时的任务。我们在发送到队列的消息的末尾添加一定数量的点,每个点代表在工作线程中需要耗时1秒,例如hello…将会需要等待3秒。

发送端:

NewTask.Java

package  com.zhy.rabbit._02_workqueue;
import  java.io.IOException;
import  com.rabbitmq.client.Channel;
import  com.rabbitmq.client.Connection;
import  com.rabbitmq.client.ConnectionFactory;
public  class  NewTask
{
     //队列名称
     private  final  static  String QUEUE_NAME =  "workqueue" ;
     public  static  void  main(String[] args)  throws  IOException
     {
         //创建连接和频道
         ConnectionFactory factory =  new  ConnectionFactory();
         factory.setHost( "localhost" );
         Connection connection = factory.newConnection();
         Channel channel = connection.createChannel();
         //声明队列
         channel.queueDeclare(QUEUE_NAME,  false false false null );
         //发送10条消息,依次在消息后面附加1-10个点
         for  ( int  i =  0 ; i <  10 ; i++)
         {
             String dots =  "" ;
             for  ( int  j =  0 ; j <= i; j++)
             {
                 dots +=  "." ;
             }
             String message =  "helloworld"  + dots+dots.length();
             channel.basicPublish( "" , QUEUE_NAME,  null , message.getBytes());
             System.out.println( " [x] Sent '"  + message +  "'" );
         }
         //关闭频道和资源
         channel.close();
         connection.close();
     }
 
}

接收端:

Work.java

package  com.zhy.rabbit._02_workqueue;
import  com.rabbitmq.client.Channel;
import  com.rabbitmq.client.Connection;
import  com.rabbitmq.client.ConnectionFactory;
import  com.rabbitmq.client.QueueingConsumer;
public  class  Work
{
     //队列名称
     private  final  static  String QUEUE_NAME =  "workqueue" ;
     public  static  void  main(String[] argv)  throws  java.io.IOException,
             java.lang.InterruptedException
     {
         //区分不同工作进程的输出
         int  hashCode = Work. class .hashCode();
         //创建连接和频道
         ConnectionFactory factory =  new  ConnectionFactory();
         factory.setHost( "localhost" );
         Connection connection = factory.newConnection();
         Channel channel = connection.createChannel();
         //声明队列
         channel.queueDeclare(QUEUE_NAME,  false false false null );
         System.out.println(hashCode
                 " [*] Waiting for messages. To exit press CTRL+C" );
     
         QueueingConsumer consumer =  new  QueueingConsumer(channel);
         // 指定消费队列
         channel.basicConsume(QUEUE_NAME,  true , consumer);
         while  ( true )
         {
             QueueingConsumer.Delivery delivery = consumer.nextDelivery();
             String message =  new  String(delivery.getBody());
             System.out.println(hashCode +  " [x] Received '"  + message +  "'" );
             doWork(message);
             System.out.println(hashCode +  " [x] Done" );
         }
     }
     /**
      * 每个点耗时1s
      * @param task
      * @throws InterruptedException
      */
     private  static  void  doWork(String task)  throws  InterruptedException
     {
         for  ( char  ch : task.toCharArray())
         {
             if  (ch ==  '.' )
                 Thread.sleep( 1000 );
         }
     }
}

Round-robin 转发
使用任务队列的好处是能够很容易的并行工作。如果我们积压了很多工作,我们仅仅通过增加更多的工作者就可以解决问题,使系统的伸缩性更加容易。
下面我们先运行3个工作者(Work.java)实例,然后运行NewTask.java,3个工作者实例都会得到信息。但是如何分配呢?让我们来看输出结果:[x] Sent 'helloworld.1'
[x] Sent 'helloworld..2'
[x] Sent 'helloworld...3'
[x] Sent 'helloworld....4'
[x] Sent 'helloworld.....5'
[x] Sent 'helloworld......6'
[x] Sent 'helloworld.......7'
[x] Sent 'helloworld........8'
[x] Sent 'helloworld.........9'
[x] Sent 'helloworld..........10'

工作者1:
605645 [*] Waiting for messages. To exit press CTRL+C
605645 [x] Received 'helloworld.1'
605645 [x] Done
605645 [x] Received 'helloworld....4'
605645 [x] Done
605645 [x] Received 'helloworld.......7'
605645 [x] Done
605645 [x] Received 'helloworld..........10'
605645 [x] Done

工作者2:
18019860 [*] Waiting for messages. To exit press CTRL+C
18019860 [x] Received 'helloworld..2'
18019860 [x] Done
18019860 [x] Received 'helloworld.....5'
18019860 [x] Done
18019860 [x] Received 'helloworld........8'
18019860 [x] Done

工作者3:
18019860 [*] Waiting for messages. To exit press CTRL+C
18019860 [x] Received 'helloworld...3'
18019860 [x] Done
18019860 [x] Received 'helloworld......6'
18019860 [x] Done
18019860 [x] Received 'helloworld.........9'
18019860 [x] Done
可以看到,默认的,RabbitMQ会一个一个的发送信息给下一个消费者(consumer),而不考虑每个任务的时长等等,且是一次性分配,并非一个一个分配。平均的每个消费者将会获得相等数量的消息。这样分发消息的方式叫做round-robin。

 

2、 消息应答(message acknowledgments)

执行一个任务需要花费几秒钟。你可能会担心当一个工作者在执行任务时发生中断。我们上面的代码,一旦RabbItMQ交付了一个信息给消费者,会马上从内存中移除这个信息。在这种情况下,如果杀死正在执行任务的某个工作者,我们会丢失它正在处理的信息。我们也会丢失已经转发给这个工作者且它还未执行的消息。
上面的例子,我们首先开启两个任务,然后执行发送任务的代码(NewTask.java),然后立即关闭第二个任务,结果为:
工作者2:

 

31054905 [*] Waiting for messages. To exit press CTRL+C
31054905 [x] Received 'helloworld..2'
31054905 [x] Done
31054905 [x] Received 'helloworld....4'

工作者1:
18019860 [*] Waiting for messages. To exit press CTRL+C
18019860 [x] Received 'helloworld.1'
18019860 [x] Done
18019860 [x] Received 'helloworld...3'
18019860 [x] Done
18019860 [x] Received 'helloworld.....5'
18019860 [x] Done
18019860 [x] Received 'helloworld.......7'
18019860 [x] Done
18019860 [x] Received 'helloworld.........9'
18019860 [x] Done
可以看到,第二个工作者至少丢失了6,8,10号任务,且4号任务未完成。

 但是,我们不希望丢失任何任务(信息)。当某个工作者(接收者)被杀死时,我们希望将任务传递给另一个工作者。
为了保证消息永远不会丢失,RabbitMQ支持消息应答(message acknowledgments)。消费者发送应答给RabbitMQ,告诉它信息已经被接收和处理,然后RabbitMQ可以自由的进行信息删除。
 如果消费者被杀死而没有发送应答,RabbitMQ会认为该信息没有被完全的处理,然后将会重新转发给别的消费者。通过这种方式,你可以确认信息不会被丢失,即使消者偶尔被杀死。
 这种机制并没有超时时间这么一说,RabbitMQ只有在消费者连接断开是重新转发此信息。如果消费者处理一个信息需要耗费特别特别长的时间是允许的。
消息应答默认是打开的。上面的代码中我们通过显示的设置autoAsk=true关闭了这种机制。下面我们修改代码(Work.java):

boolean  ack =  false  //打开应答机制
channel.basicConsume(QUEUE_NAME, ack, consumer);
//另外需要在每次处理完成一个消息后,手动发送一次应答。
channel.basicAck(delivery.getEnvelope().getDeliveryTag(),  false );

完整修改后的Work.java

package  com.zhy.rabbit._02_workqueue.ack;
import  com.rabbitmq.client.Channel;
import  com.rabbitmq.client.Connection;
import  com.rabbitmq.client.ConnectionFactory;
import  com.rabbitmq.client.QueueingConsumer;
public  class  Work
{
     //队列名称
     private  final  static  String QUEUE_NAME =  "workqueue" ;
     public  static  void  main(String[] argv)  throws  java.io.IOException,
             java.lang.InterruptedException
     {
         //区分不同工作进程的输出
         int  hashCode = Work. class .hashCode();
         //创建连接和频道
         ConnectionFactory factory =  new  ConnectionFactory();
         factory.setHost( "localhost" );
         Connection connection = factory.newConnection();
         Channel channel = connection.createChannel();
         //声明队列
         channel.queueDeclare(QUEUE_NAME,  false false false null );
         System.out.println(hashCode
                 " [*] Waiting for messages. To exit press CTRL+C" );
         QueueingConsumer consumer =  new  QueueingConsumer(channel);
         // 指定消费队列
         boolean  ack =  false  //打开应答机制
         channel.basicConsume(QUEUE_NAME, ack, consumer);
         while  ( true )
         {
             QueueingConsumer.Delivery delivery = consumer.nextDelivery();
             String message =  new  String(delivery.getBody());
             System.out.println(hashCode +  " [x] Received '"  + message +  "'" );
             doWork(message);
             System.out.println(hashCode +  " [x] Done" );
             //发送应答
             channel.basicAck(delivery.getEnvelope().getDeliveryTag(),  false );
         }
     }
}

测试:
我们把消息数量改为5,然后先打开两个消费者(Work.java),然后发送任务(NewTask.java),立即关闭一个消费者,观察输出:
[x] Sent 'helloworld.1'
[x] Sent 'helloworld..2'
[x] Sent 'helloworld...3'
[x] Sent 'helloworld....4'
[x] Sent 'helloworld.....5'

工作者2
18019860 [*] Waiting for messages. To exit press CTRL+C
18019860 [x] Received 'helloworld..2'
18019860 [x] Done
18019860 [x] Received 'helloworld....4'

 

工作者1
31054905 [*] Waiting for messages. To exit press CTRL+C
31054905 [x] Received 'helloworld.1'
31054905 [x] Done
31054905 [x] Received 'helloworld...3'
31054905 [x] Done
31054905 [x] Received 'helloworld.....5'
31054905 [x] Done
31054905 [x] Received 'helloworld....4'
31054905 [x] Done

 

可以看到工作者2没有完成的任务4,重新转发给工作者1进行完成了。

 

3、 消息持久化(Message durability)

 

 我们已经学习了即使消费者被杀死,消息也不会被丢失。但是如果此时RabbitMQ服务被停止,我们的消息仍然会丢失。

 

 当RabbitMQ退出或者异常退出,将会丢失所有的队列和信息,除非你告诉它不要丢失。我们需要做两件事来确保信息不会被丢失:我们需要给所有的队列和消息设置持久化的标志。
第一, 我们需要确认RabbitMQ永远不会丢失我们的队列。为了这样,我们需要声明它为持久化的。
boolean durable = true;
channel.queueDeclare("task_queue", durable, false, false, null);
注:RabbitMQ不允许使用不同的参数重新定义一个队列,所以已经存在的队列,我们无法修改其属性。
第二, 我们需要标识我们的信息为持久化的。通过设置MessageProperties(implements BasicProperties)值为PERSISTENT_TEXT_PLAIN。
channel.basicPublish("", "task_queue",MessageProperties.PERSISTENT_TEXT_PLAIN,message.getBytes());
现在你可以执行一个发送消息的程序,然后关闭服务,再重新启动服务,运行消费者程序做下实验。

 

4、公平转发(Fair dispatch)

 或许会发现,目前的消息转发机制(Round-robin)并非是我们想要的。例如,这样一种情况,对于两个消费者,有一系列的任务,奇数任务特别耗时,而偶数任务却很轻松,这样造成一个消费者一直繁忙,另一个消费者却很快执行完任务后等待。
 造成这样的原因是因为RabbitMQ仅仅是当消息到达队列进行转发消息。并不在乎有多少任务消费者并未传递一个应答给RabbitMQ。仅仅盲目转发所有的奇数给一个消费者,偶数给另一个消费者。
 为了解决这样的问题,我们可以使用basicQos方法,传递参数为prefetchCount = 1。这样告诉RabbitMQ不要在同一时间给一个消费者超过一条消息。换句话说,只有在消费者空闲的时候会发送下一条信息。

[java]  view plain  copy 
  1. int prefetchCount = 1;  
  2. channel.basicQos(prefetchCount);  

 

 

注:如果所有的工作者都处于繁忙状态,你的队列有可能被填充满。你可能会观察队列的使用情况,然后增加工作者,或者使用别的什么策略。
测试:改变发送消息的代码,将消息末尾点数改为6-2个,然后首先开启两个工作者,接着发送消息:

[x] Sent 'helloworld......6'
[x] Sent 'helloworld.....5'
[x] Sent 'helloworld....4'
[x] Sent 'helloworld...3'
[x] Sent 'helloworld..2'

 

 

工作者1:
18019860 [*] Waiting for messages. To exit press CTRL+C
18019860 [x] Received 'helloworld......6'
18019860 [x] Done
18019860 [x] Received 'helloworld...3'
18019860 [x] Done

 

工作者2:
31054905 [*] Waiting for messages. To exit press CTRL+C
31054905 [x] Received 'helloworld.....5'
31054905 [x] Done
31054905 [x] Received 'helloworld....4'
31054905 [x] Done
31054905 [x] Received 'helloworld..2'
31054905 [x] Done

 

 可以看出此时并没有按照之前的Round-robin机制进行转发消息,而是当消费者不忙时进行转发。且这种模式下支持动态增加消费者,因为消息并没有发送出去,动态增加了消费者马上投入工作。而默认的转发机制会造成,即使动态增加了消费者,此时的消息已经分配完毕,无法立即加入工作,即使有很多未完成的任务。

 

5、完整的代码

NewTask.java

package  com.yhiker.learn.demo.rabbitmq.two;
import  com.rabbitmq.client.Channel;
import  com.rabbitmq.client.Connection;
import  com.rabbitmq.client.ConnectionFactory;
import  com.rabbitmq.client.MessageProperties;
public  class  NewTask {
     private  static  final  String TASK_QUEUE_NAME =  "task_queue" ;
     public  static  void  main(String[] argv)  throws  Exception {
         ConnectionFactory factory =  new  ConnectionFactory();
         factory.setHost( "192.168.1.8" );
         factory.setUsername( "root" );
         factory.setPassword( "123456" );
         Connection connection = factory.newConnection();
         Channel channel = connection.createChannel();
         channel.queueDeclare(TASK_QUEUE_NAME,  true false false null );
         // 发送10条消息,依次在消息后面附加1-10个点
         for  ( int  i =  0 ; i <  10 ; i++) {
             String dots =  "" ;
             for  ( int  j =  0 ; j <= i; j++) {
                 dots +=  "." ;
             }
             String message =  "helloworld"  + dots + dots.length();
             channel.basicPublish( "" , TASK_QUEUE_NAME, MessageProperties.PERSISTENT_TEXT_PLAIN,
                     message.getBytes( "UTF-8" ));
             System.out.println( " [x] Sent '"  + message +  "'" );
         }
         channel.close();
         connection.close();
     }
}

Work.java

package  com.yhiker.learn.demo.rabbitmq.two;
import  com.rabbitmq.client.*;
import  java.io.IOException;
public  class  Worker {
     private  static  final  String TASK_QUEUE_NAME =  "task_queue" ;
     public  static  void  main(String[] argv)  throws  Exception {
         ConnectionFactory factory =  new  ConnectionFactory();
         factory.setHost( "192.168.1.8" );
         factory.setUsername( "root" );
         factory.setPassword( "123456" );
         final  Connection connection = factory.newConnection();
         final  Channel channel = connection.createChannel();
         channel.queueDeclare(TASK_QUEUE_NAME,  true false false null );
         System.out.println( " [*] Waiting for messages. To exit press CTRL+C" );
         //channel.basicQos(1);
         final  Consumer consumer =  new  DefaultConsumer(channel) {
             @Override
             public  void  handleDelivery(String consumerTag, Envelope envelope, AMQP.BasicProperties properties,
                     byte [] body)  throws  IOException {
                 String message =  new  String(body,  "UTF-8" );
                 System.out.println( " [x] Received '"  + message +  "'" );
                 try  {
                     doWork(message);
                 finally  {
                     System.out.println( " [x] Done" );
                     channel.basicAck(envelope.getDeliveryTag(),  false );
                 }
             }
         };
         channel.basicConsume(TASK_QUEUE_NAME,  false , consumer);
     }
     private  static  void  doWork(String task) {
         for  ( char  ch : task.toCharArray()) {
             if  (ch ==  '.' ) {
                 try  {
                     Thread.sleep( 1000 );
                 catch  (InterruptedException _ignored) {
                     Thread.currentThread().interrupt();
                 }
             }
         }
     }
}

 

 

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