RabbitMQ 教程 - 工作队列

工作队列

(使用 Objective-C 客户端)

信息

先决条件

本教程假设 RabbitMQ 已 安装 并在 localhost 上的 标准端口 (5672) 上运行。如果您使用不同的主机、端口或凭据，则需要调整连接设置。

哪里寻求帮助

如果您在学习本教程时遇到困难，可以通过 GitHub Discussions 或 RabbitMQ 社区 Discord 联系我们。

在 第一个教程 中，我们编写了向命名队列发送和接收消息的方法。在本教程中，我们将创建一个“工作队列”，用于在多个工作进程之间分发耗时任务。

工作队列（又称：任务队列）背后的主要思想是避免立即执行一个资源密集型任务并等待其完成。相反，我们安排任务稍后执行。我们将一个任务封装成一条消息并将其发送到队列。一个在后台运行的工作进程会接收任务并最终执行工作。当您运行多个工作进程时，任务将在它们之间共享。

这个概念对于 Web 应用程序尤其有用，在这些应用程序中，不可能在短暂的 HTTP 请求窗口内处理一个复杂的任务。

准备工作

在本教程的 上一部分，我们发送了一条包含“Hello World!”的消息。现在，我们将发送代表复杂任务的字符串。我们没有实际的真实世界任务，比如需要调整大小的图片或需要渲染的 pdf 文件，所以我们通过假装自己很忙来模拟它——通过使用 sleep。我们将字符串中的点数视为其复杂性；每个点代表一秒钟的“工作”。例如，由 Hello... 描述的模拟任务将需要三秒钟。

我们将稍微修改 我们之前示例 中的 send 方法，以便允许将任意字符串作为方法参数发送。此方法将把任务调度到我们的工作队列，所以让我们将其重命名为 newTask。除了新参数外，实现保持不变。

- (void)newTask:(NSString *)msg {
    NSLog(@"Attempting to connect to local RabbitMQ broker");
    RMQConnection *conn = [[RMQConnection alloc] initWithDelegate:[RMQConnectionDelegateLogger new]];
    [conn start];

    id<RMQChannel> ch = [conn createChannel];

    RMQQueue *q = [ch queue:@"hello"];

    NSData *msgData = [msg dataUsingEncoding:NSUTF8StringEncoding];
    [ch.defaultExchange publish:msgData routingKey:q.name];
    NSLog(@"Sent %@", msg);

    [conn close];
}

我们旧的 receive 方法需要一些较大的改动：它需要为消息体中的每个点模拟一秒钟的工作。为了帮助我们理解发生了什么，让每个工作进程都有一个名称，并且每个工作进程都需要从队列中取出消息并执行任务，所以让我们称之为 workerNamed:

[q subscribe:^(RMQMessage * _Nonnull message) {
    NSString *messageText = [[NSString alloc] initWithData:message.body encoding:NSUTF8StringEncoding];
    NSLog(@"%@: Received %@", name, messageText);
    // imitate some work
    unsigned int sleepTime = (unsigned int)[messageText componentsSeparatedByString:@"."].count - 1;
    NSLog(@"%@: Sleeping for %u seconds", name, sleepTime);
    sleep(sleepTime);
}];

请注意，我们模拟的任务是执行时间的。

像在教程一中一样，从 viewDidLoad 运行它们

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    [self newTask:@"Hello World..."];
    [self workerNamed:@"Flopsy"];
}

日志输出应该表明 Flopsy 正在睡眠三秒钟。

轮询分发

使用任务队列的一个优点是能够轻松地并行化工作。如果我们正在积累工作积压，我们可以添加更多的工作进程，从而轻松扩展。

让我们尝试同时运行两个 workerNamed: 方法。它们都会从队列中获取消息，但具体是如何获取的呢？让我们来看看。

更改 viewDidLoad 以发送更多消息并启动两个工作进程

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    [self workerNamed:@"Jack"];
    [self workerNamed:@"Jill"];
    [self newTask:@"Hello World..."];
    [self newTask:@"Just one this time."];
    [self newTask:@"Five....."];
    [self newTask:@"None"];
    [self newTask:@"Two..dots"];
}

让我们看看分发给我们的工作进程的内容

# => Jack: Waiting for messages
# => Jill: Waiting for messages
# => Sent Hello World...
# => Jack: Received Hello World...
# => Jack: Sleeping for 3 seconds
# => Sent Just one this time.
# => Jill: Received Just one this time.
# => Jill: Sleeping for 1 seconds
# => Sent Five.....
# => Sent None
# => Sent Two..dots
# => Jill: Received Five.....
# => Jill: Sleeping for 5 seconds
# => Jack: Received None
# => Jack: Sleeping for 0 seconds
# => Jack: Received Two..dots
# => Jack: Sleeping for 2 seconds

默认情况下，RabbitMQ 会按顺序将每条消息发送给下一个消费者。平均而言，每个消费者将获得相同数量的消息。这种分发消息的方式称为轮询。尝试使用三个或更多工作进程进行此操作。

消息确认

完成一项任务可能需要几秒钟，您可能会想，如果一个消费者开始一项长时间任务然后终止了怎么办？使用我们当前的代码，一旦 RabbitMQ 将消息传递给消费者，它会立即将其标记为删除。在这种情况下，如果您终止一个工作者，它正在处理的消息就会丢失。分派给该特定工作者但尚未处理的消息也会丢失。

但是我们不想丢失任何任务。如果一个工作进程死亡，我们希望将任务分发给另一个工作进程。

为了确保消息永远不会丢失，RabbitMQ 支持消息确认。ack（确认）由消费者发送回来，告知 RabbitMQ 特定消息已收到、已处理，并且 RabbitMQ 可以删除它。

如果消费者死亡（其通道关闭、连接关闭或 TCP 连接丢失）而未发送 ack，RabbitMQ 将理解消息未完全处理，并会将其重新排队。如果当时有其他消费者在线，它将迅速将其重新分发给另一个消费者。这样，您可以确信没有消息会丢失，即使工作进程偶尔会死亡。

强制执行消费者交付确认的超时（默认为 30 分钟）。这有助于检测从未确认交付的错误（卡住）的消费者。您可以按照交付确认超时中的说明增加此超时。

消息确认在客户端中默认是关闭的，但在 AMQ 协议中不是（AMQBasicConsumeNoAck 选项由 subscribe: 自动发送）。现在是时候通过显式设置 AMQBasicConsumeNoOptions 并在完成任务后从工作进程发送适当的确认来打开确认了。

RMQBasicConsumeOptions manualAck = RMQBasicConsumeNoOptions;
[q subscribe:manualAck handler:^(RMQMessage * _Nonnull message) {
    NSString *messageText = [[NSString alloc] initWithData:message.body encoding:NSUTF8StringEncoding];
    NSLog(@"%@: Received %@", name, messageText);
    // imitate some work
    unsigned int sleepTime = (unsigned int)[messageText componentsSeparatedByString:@"."].count - 1;
    NSLog(@"%@: Sleeping for %u seconds", name, sleepTime);
    sleep(sleepTime);

    [ch ack:message.deliveryTag];
}];

使用此代码，我们可以确信即使工作进程在处理消息时崩溃，也不会丢失任何内容。工作进程崩溃后不久，所有未确认的消息将被重新传递。

确认必须在接收到交付的同一通道上发送。尝试使用不同通道进行确认将导致通道级协议异常。请参阅确认文档指南以了解更多信息。

遗忘的确认

忘记 ack 是一个常见的错误。这是一个简单的错误，但后果严重。当您的客户端退出时，消息将被重新传递（这看起来可能像是随机的重新传递），但 RabbitMQ 将消耗越来越多的内存，因为它无法释放任何未确认的消息。

为了调试此类错误，您可以使用 rabbitmqctl 打印 messages_unacknowledged 字段

sudo rabbitmqctl list_queues name messages_ready messages_unacknowledged

在 Windows 上，删除 sudo

rabbitmqctl.bat list_queues name messages_ready messages_unacknowledged

消息持久性

我们已经学习了如何确保即使工作进程死亡，任务也不会丢失。但是，如果 RabbitMQ 服务器停止，我们的任务仍然会丢失。

当 RabbitMQ 退出或崩溃时，它会忘记队列和消息，除非您告诉它不要这样做。需要两件事来确保消息不会丢失：我们需要将队列和消息都标记为持久。

首先，我们需要确保队列能够承受 RabbitMQ 节点重启。为此，我们需要将其声明为持久

RMQQueue *q = [ch queue:@"hello" options:AMQQueueDeclareDurable];

虽然此命令本身是正确的，但它在我们当前的设置中不起作用。这是因为我们已经定义了一个名为 hello 的队列，该队列不是持久的。RabbitMQ 不允许您使用不同的参数重新定义现有队列，并且会向尝试这样做的任何程序返回错误。但是有一个快速的解决方法——让我们声明一个不同的队列名称，例如 task_queue。

RMQQueue *q = [ch queue:@"task_queue" options:AMQQueueDeclareDurable];

此 options:AMQQueueDeclareDurable 更改需要应用于生产者和消费者代码。

此时，我们确信即使 RabbitMQ 重启，task_queue 队列也不会丢失。现在我们需要将我们的消息标记为持久化。

• 通过使用 persistent 选项。

[ch.defaultExchange publish:msgData routingKey:q.name persistent:YES];

关于消息持久化的注意事项

将消息标记为持久并不能完全保证消息不会丢失。尽管它告诉 RabbitMQ 将消息保存到磁盘，但在 RabbitMQ 接受消息但尚未保存的短时间窗口内仍然存在风险。此外，RabbitMQ 不会为每条消息执行 fsync(2) ——它可能只保存在缓存中而未真正写入磁盘。持久性保证不强，但对于我们简单的任务队列来说已绰绰有余。如果您需要更强的保证，可以使用发布者确认。

公平分派

您可能已经注意到调度仍然不能完全按我们想要的方式工作。例如，在有两个工作进程的情况下，当所有奇数消息都很重而偶数消息都很轻时，一个工作进程将持续忙碌，而另一个工作进程几乎不做任何工作。好吧，RabbitMQ 对此一无所知，它仍然会均匀地分发消息。

这是因为 RabbitMQ 在消息进入队列时就会分发消息。它不会查看消费者未确认消息的数量。它只是盲目地将第 n 条消息分发给第 n 个消费者。

为了解决这个问题，我们可以使用 basicQos:global: 方法，并将预取值设置为 @1。这告诉 RabbitMQ 一次不要向一个工作进程发送超过一条消息。换句话说，在工作进程处理并确认上一条消息之前，不要向其分发新消息。相反，它会将消息分发给下一个未忙碌的工作进程。

[ch basicQos:@1 global:NO];

关于队列大小的说明

如果所有工作进程都忙碌，您的队列可能会填满。您需要密切关注这一点，并可能添加更多工作进程，或采取其他策略。

总而言之

我们的 newTask: 方法的最终代码

- (void)newTask:(NSString *)msg {
    RMQConnection *conn = [[RMQConnection alloc] initWithDelegate:[RMQConnectionDelegateLogger new]];
    [conn start];

    id<RMQChannel> ch = [conn createChannel];

    RMQQueue *q = [ch queue:@"task_queue" options:RMQQueueDeclareDurable];

    NSData *msgData = [msg dataUsingEncoding:NSUTF8StringEncoding];
    [ch.defaultExchange publish:msgData routingKey:q.name persistent:YES];
    NSLog(@"Sent %@", msg);

    [conn close];
}

以及我们的 workerNamed:

- (void)workerNamed:(NSString *)name {
    RMQConnection *conn = [[RMQConnection alloc] initWithDelegate:[RMQConnectionDelegateLogger new]];
    [conn start];

    id<RMQChannel> ch = [conn createChannel];

    RMQQueue *q = [ch queue:@"task_queue" options:RMQQueueDeclareDurable];

    [ch basicQos:@1 global:NO];
    NSLog(@"%@: Waiting for messages", name);

    RMQBasicConsumeOptions manualAck = RMQBasicConsumeNoOptions;
    [q subscribe:manualAck handler:^(RMQMessage * _Nonnull message) {
        NSString *messageText = [[NSString alloc] initWithData:message.body encoding:NSUTF8StringEncoding];
        NSLog(@"%@: Received %@", name, messageText);
        // imitate some work
        unsigned int sleepTime = (unsigned int)[messageText componentsSeparatedByString:@"."].count - 1;
        NSLog(@"%@: Sleeping for %u seconds", name, sleepTime);
        sleep(sleepTime);

        [ch ack:message.deliveryTag];
    }];
}

(来源)

通过使用消息确认和预取，您可以设置一个工作队列。持久化选项让任务即使在 RabbitMQ 重启后也能存活。

现在我们可以继续学习 教程 3，了解如何将同一条消息传递给多个消费者。