RabbitMQ 官方NET教程(二)【工作队列】

这篇中我们将会创建一个工作队列用来在工作者（consumer）间分发耗时任务。

工作队列的主要任务是：避免立刻执行资源密集型任务和避免必须等待其完成。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这些工作进程共享执行。
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。

准备

在本教程的前面部分，我们发送了一个包含Hello World！的消息。 现在我们将发送代替复杂任务的字符串。 我们没有一个现实世界的任务，比如图像被调整大小，或者是要渲染的pdf文件，所以假设我们很忙 - 通过使用Thread.sleep（）函数来假冒它。 我们将把字符串中的点数作为其复杂度; 每个点都将占“work”的一秒钟。 例如，由Hello...描述的假任务将需要三秒钟。
我们将稍后从之前的例子中修改Send程序，以允许从命令行发送任意消息。 这个程序会将任务安排到我们的工作队列中，所以让我们命名为NewTask：

dotnet new console --name NewTask
mv NewTask/Program.cs NewTask/NewTask.cs
dotnet new console --name Worker
mv Worker/Program.cs Worker/Worker.cs
cd NewTask
dotnet add package RabbitMQ.Client
dotnet restore
cd ../Worker
dotnet add package RabbitMQ.Client
dotnet restore

var message = GetMessage(args);
var body = Encoding.UTF8.GetBytes(message);

var properties = channel.CreateBasicProperties();
properties.Persistent = true;

channel.BasicPublish(exchange: "",
                     routingKey: "task_queue",
                     basicProperties: properties,
                     body: body);

有些帮助从命令行参数获取消息：

private static string GetMessage(string[] args)
{
    return ((args.Length > 0) ? string.Join(" ", args) : "Hello World!");
}

我们的旧的Receive.cs脚本还需要一些更改：它需要为消息体中的每个点伪造一秒的工作时间。 它将处理RabbitMQ发送的消息并执行任务，因此我们将其复制到Worker项目并修改：

var consumer = new EventingBasicConsumer(channel);
consumer.Received += (model, ea) =>
{
    var body = ea.Body;
    var message = Encoding.UTF8.GetString(body);
    Console.WriteLine(" [x] Received {0}", message);

    int dots = message.Split('.').Length - 1;
    Thread.Sleep(dots * 1000);

    Console.WriteLine(" [x] Done");
};
channel.BasicConsume(queue: "task_queue", noAck: true, consumer: consumer);

我们假任务到模拟执行时间：

int dots = message.Split('.').Length - 1;
Thread.Sleep(dots * 1000);

循环调度

使用任务队列的优点之一是能够轻松地并行工作。 如果我们正在建立积压的工作，我们可以增加更多的工作者，这样可以轻松扩展。

首先，我们同时尝试运行两个Worker实例。 他们都会从队列中获取消息，但是究竟如何？ 让我们来看看。

你需要三个控制台打开。 两个将运行Worker程序。 这些控制台将是我们两个消费者 - C1和C2。

# shell 1
cd Worker
dotnet run
# => [*] Waiting for messages. To exit press CTRL+C

---

# shell 2
cd Worker
dotnet run
# => [*] Waiting for messages. To exit press CTRL+C

在第三个我们将发布新的任务。 一旦您已经开始使用消费者，您可以发布一些消息：

# shell 3
cd NewTask
dotnet run "First message."
dotnet run "Second message.."
dotnet run "Third message..."
dotnet run "Fourth message...."
dotnet run "Fifth message....."

让我们看看送给我们workers的内容：

# shell 1
# => [*] Waiting for messages. To exit press CTRL+C
# => [x] Received 'First message.'
# => [x] Received 'Third message...'
# => [x] Received 'Fifth message.....'

# shell 2
# => [*] Waiting for messages. To exit press CTRL+C
# => [x] Received 'Second message..'
# => [x] Received 'Fourth message....'

默认情况下，RabbitMQ将按顺序将每条消息发送给下一个消费者。 平均每个消费者将获得相同数量的消息。 这种分发消息的方式叫做循环（round-robin）。 与三名或更多的workers一起尝试。

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消费者在执行任务时发生中断。使用我们当前的代码，一旦RabbitMQ向客户发送消息，它立即将其从内存中删除。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。

但是我们不想失去任何任务。如果一个worker挂了，我们希望把这个任务交给另一个工作者。

为了确保消息永远不会丢失，RabbitMQ支持消息确认。从消费者发送一个确认信息告诉RabbitMQ已经收到，处理了特定的消息，然后RabbitMQ可以自由删除它。

如果消费者死机（其通道关闭，连接关闭或TCP连接丢失），而不发送确认信息，RabbitMQ将会明白消息未被完全处理并重新排队。如果同时有其他消费者在线，则会迅速将其重新提供给另一个消费者。这样就可以确保没有消息丢失，即使工作者偶然死亡。

没有任何消息超时; RabbitMQ将在消费者挂了时重新发送消息。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。

消息确认默认情况下打开。 在前面的例子中，我们通过将noAck（“no manual acks”）参数设置为true来明确地将其关闭。 一旦完成任务，现在该删除这个标志并发送正确的确认。

var consumer = new EventingBasicConsumer(channel);
consumer.Received += (model, ea) =>
{
    var body = ea.Body;
    var message = Encoding.UTF8.GetString(body);
    Console.WriteLine(" [x] Received {0}", message);

    int dots = message.Split('.').Length - 1;
    Thread.Sleep(dots * 1000);

    Console.WriteLine(" [x] Done");

    channel.BasicAck(deliveryTag: ea.DeliveryTag, multiple: false);
};
channel.BasicConsume(queue: "task_queue", noAck: false, consumer: consumer);

使用这个代码，我们可以确定即使在处理消息时，使用CTRL + C杀死一个工作者，也不会丢失任何东西。工作者挂了之后不久，所有未确认的消息将被重新发送。

忘记确认
丢失BasicAck是一个常见的错误。 这是一个容易的错误，但后果是严重的。
当您的客户端退出（可能看起来像随机重新传递）时，消息将被重新传递，但是RabbitMQ将会消耗越来越多的内存，因为它将无法释放任何未包含的消息。

为了调试这种错误，您可以使用rabbitmqctl打印messages_unacknowledged字段：

sudo rabbitmqctl list_queues name messages_ready messages_unacknowledged

在Windows上：

rabbitmqctl.bat list_queues name messages_ready messages_unacknowledged

消息持久化（Message durability）

我们已经学会了如何确保即使消费者死亡，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，除非你告诉它不要丢失。需要两件事来确保消息不会丢失：我们需要将所有队列和消息标记为持久化。

首先，我们需要确保RabbitMQ不会丢失我们的队列。 为了这样做，我们需要将其声明为持久的：

channel.QueueDeclare(queue: "hello",
                     durable: true,
                     exclusive: false,
                     autoDelete: false,
                     arguments: null);

虽然这个命令本身是正确的，但是在我们目前的设置中是不行的。 这是因为我们已经定义了一个非持久化的名为hello的队列。 RabbitMQ不允许您重新定义具有不同参数的现有队列，并会向尝试执行此操作的任何程序返回错误。 但是有一个快速的解决方法 - 让我们用不同的名称声明一个队列，例如task_queue：

channel.QueueDeclare(queue: "task_queue",
                     durable: true,
                     exclusive: false,
                     autoDelete: false,
                     arguments: null);

这个queueDeclare更改需要应用于生产者和消费者代码。

在这一点上，我们确信，即使RabbitMQ重新启动，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性 - 将IBasicProperties.SetPersistent设置为true。

var properties = channel.CreateBasicProperties();
properties.Persistent = true;

注意消息持久性

 将消息标记为持久性不能完全保证消息不会丢失。 虽然它告诉RabbitMQ将消息保存到磁盘，但是当RabbitMQ接受消息并且还没有保存时，仍然有一个很短的时间窗口。 此外，RabbitMQ不会对每个消息执行`fsync`（同步内存中所有已修改的文件数据到储存设备） - 它可能只是保存到缓存中，而不是真正写入磁盘。 持久性保证不强，但对我们的简单任务队列来说已经足够了。 如果您需要更强大的保证，那么您可以使用[publisher confirms](https://www.rabbitmq.com/confirms.html)。

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。

channel.BasicQos(0, 1, false);

注意队列大小

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。

完整的代码

NewTask.cs 类:

using System;
using RabbitMQ.Client;
using System.Text;

class NewTask
{
    public static void Main(string[] args)
    {
        var factory = new ConnectionFactory() { HostName = "localhost" };
        using(var connection = factory.CreateConnection())
        using(var channel = connection.CreateModel())
        {
            channel.QueueDeclare(queue: "task_queue",
                                 durable: true,
                                 exclusive: false,
                                 autoDelete: false,
                                 arguments: null);

            var message = GetMessage(args);
            var body = Encoding.UTF8.GetBytes(message);

            var properties = channel.CreateBasicProperties();
            properties.Persistent = true;

            channel.BasicPublish(exchange: "",
                                 routingKey: "task_queue",
                                 basicProperties: properties,
                                 body: body);
            Console.WriteLine(" [x] Sent {0}", message);
        }

        Console.WriteLine(" Press [enter] to exit.");
        Console.ReadLine();
    }

    private static string GetMessage(string[] args)
    {
        return ((args.Length > 0) ? string.Join(" ", args) : "Hello World!");
    }
}

Worker.cs类:

using System;
using RabbitMQ.Client;
using RabbitMQ.Client.Events;
using System.Text;
using System.Threading;

class Worker
{
    public static void Main()
    {
        var factory = new ConnectionFactory() { HostName = "localhost" };
        using(var connection = factory.CreateConnection())
        using(var channel = connection.CreateModel())
        {
            channel.QueueDeclare(queue: "task_queue",
                                 durable: true,
                                 exclusive: false,
                                 autoDelete: false,
                                 arguments: null);

            channel.BasicQos(prefetchSize: 0, prefetchCount: 1, global: false);

            Console.WriteLine(" [*] Waiting for messages.");

            var consumer = new EventingBasicConsumer(channel);
            consumer.Received += (model, ea) =>
            {
                var body = ea.Body;
                var message = Encoding.UTF8.GetString(body);
                Console.WriteLine(" [x] Received {0}", message);

                int dots = message.Split('.').Length - 1;
                Thread.Sleep(dots * 1000);

                Console.WriteLine(" [x] Done");

                channel.BasicAck(deliveryTag: ea.DeliveryTag, multiple: false);
            };
            channel.BasicConsume(queue: "task_queue",
                                 noAck: false,
                                 consumer: consumer);

            Console.WriteLine(" Press [enter] to exit.");
            Console.ReadLine();
        }
    }
}