RabbitMQ （两）工作队列

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本系列教程主要来自于官网新手教程的翻译，然后自己进行了部分的改动与实验，内容仅供參考。

上一篇博客中我们写了通过一个命名的队列发送和接收消息，假设你还不了解请点击：RabbitMQ 入门 Helloworld。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：避免立马运行资源密集型任务，然后必须等待其完毕。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运行。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运行。
这种概念在web应用中极事实上用，当在非常短的HTTP请求间须要运行复杂的任务。

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加入一定数量的点。每一个点代表在工作线程中须要耗时1秒。比如hello…将会须要等待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");

		}

	}

	/**
	 * 每一个点耗时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
使用任务队列的优点是可以非常easy的并行工作。假设我们积压了非常多工作。我们只通过添加很多其它的工作者就行解决这个问题。使系统的伸缩性更加easy。
以下我们先执行3个工作者（Work.java）实例，然后执行NewTask.java，3个工作者实例都会得到信息。可是怎样分配呢？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
能够看到，默认的，RabbitMQ会一个一个的发送信息给下一个消费者(consumer)，而不考虑每一个任务的时长等等，且是一次性分配，并不是一个一个分配。平均的每一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）

运行一个任务须要花费几秒钟。你可能会操心当一个工作者在运行任务时发生中断。我们上面的代码。一旦RabbItMQ交付了一个信息给消费者，会立即从内存中移除这个信息。在这样的情况下，假设杀死正在运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运行的消息。
上面的样例，我们首先开启两个任务。然后运行发送任务的代码（NewTask.java）。然后马上关闭第二个任务。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
能够看到，第二个工作者至少丢失了6，8，10号任务。且4号任务未完毕。

可是，我们不希望丢失不论什么任务（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还有一个工作者。
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能够自由的进行信息删除。
假设消费者被杀死而没有发送应答，RabbitMQ会觉得该信息没有被全然的处理。然后将会又一次转发给别的消费者。

通过这样的方式，你能够确认信息不会被丢失，即使消者偶尔被杀死。

这样的机制并没有超时时间这么一说。RabbitMQ仅仅有在消费者连接断开是又一次转发此信息。假设消费者处理一个信息须要耗费特别特别长的时间是同意的。

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关闭了这样的机制。

以下我们改动代码（Work.java）：

boolean ack = false ; //打开应答机制
channel.basicConsume(QUEUE_NAME, ack, consumer);
//另外须要在每次处理完毕一个消息后。手动发送一次应答。
channel.basicAck(delivery.getEnvelope().getDeliveryTag(), false);

完整改动后的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);

		}

	}
}

測试：
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），马上关闭一个消费者，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

能够看到工作者2没有完毕的任务4，又一次转发给工作者1进行完毕了。

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。

可是假设此时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，将会丢失全部的队列和信息，除非你告诉它不要丢失。我们须要做两件事来确保信息不会被丢失：我们须要给全部的队列和消息设置持久化的标志。
第一， 我们须要确认RabbitMQ永远不会丢失我们的队列。为了这样，我们须要声明它为持久化的。

boolean durable = true;
channel.queueDeclare("task_queue", durable, false, false, null);
注：RabbitMQ不同意使用不同的參数又一次定义一个队列。所以已经存在的队列，我们无法改动其属性。
第二。 我们须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());
如今你能够执行一个发送消息的程序。然后关闭服务，再又一次启动服务，执行消费者程序做下实验。

4、公平转发（Fair dispatch）

也许会发现。眼下的消息转发机制（Round-robin）并不是是我们想要的。比如，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，而偶数任务却非常轻松。这样造成一个消费者一直繁忙，还有一个消费者却非常快运行完任务后等待。

造成这种原因是由于RabbitMQ不过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。只盲目转发全部的奇数给一个消费者，偶数给还有一个消费者。
为了解决这种问题，我们能够使用basicQos方法，传递參数为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。仅仅有在消费者空暇的时候会发送下一条信息。

int prefetchCount = 1;
channel.basicQos(prefetchCount);

注：假设全部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，然后添加工作者，或者使用别的什么策略。
測试：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

能够看出此时并没有依照之前的Round-robin机制进行转发消息。而是当消费者不忙时进行转发。

且这样的模式下支持动态添加消费者，由于消息并没有发送出去，动态添加了消费者立即投入工作。而默认的转发机制会造成，即使动态添加了消费者。此时的消息已经分配完毕。无法立即添加工作，即使有非常多未完毕的任务。

5、完整的代码

NewTask.java

package com.zhy.rabbit._02_workqueue.ackandpersistence;

import java.io.IOException;

import com.rabbitmq.client.Channel;
import com.rabbitmq.client.Connection;
import com.rabbitmq.client.ConnectionFactory;
import com.rabbitmq.client.MessageProperties;

public class NewTask
{
	// 队列名称
	private final static String QUEUE_NAME = "workqueue_persistence";

	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
		boolean durable = true;// 1、设置队列持久化
		channel.queueDeclare(QUEUE_NAME, durable, 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 = 5; i > 0; i--)
		{
			String dots = "";
			for (int j = 0; j <= i; j++)
			{
				dots += ".";
			}
			String message = "helloworld" + dots + dots.length();
			// MessageProperties 2、设置消息持久化
			channel.basicPublish("", QUEUE_NAME,
					MessageProperties.PERSISTENT_TEXT_PLAIN, message.getBytes());
			System.out.println(" [x] Sent '" + message + "'");
		}
		// 关闭频道和资源
		channel.close();
		connection.close();

	}

}

Work.java

package com.zhy.rabbit._02_workqueue.ackandpersistence;

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_persistence";

	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
		boolean durable = true;
		channel.queueDeclare(QUEUE_NAME, durable, false, false, null);
		System.out.println(hashCode
				+ " [*] Waiting for messages. To exit press CTRL+C");
		//设置最大服务转发消息数量
		int prefetchCount = 1;
		channel.basicQos(prefetchCount);
		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");
			//channel.basicAck(delivery.getEnvelope().getDeliveryTag(), false);
			channel.basicAck(delivery.getEnvelope().getDeliveryTag(), false);

		}

	}

	/**
	 * 每一个点耗时1s
	 * 
	 * @param task
	 * @throws InterruptedException
	 */
	private static void doWork(String task) throws InterruptedException
	{
		for (char ch : task.toCharArray())
		{
			if (ch == '.')
				Thread.sleep(1000);
		}
	}
}