RabbitMQ消息队列（三）：任务分发机制[转]

在上篇文章中，我们解决了从发送端（Producer）向接收端（Consumer）发送“Hello World”的问题。在实际的应用场景中，这是远远不够的。从本篇文章开始，我们将结合更加实际的应用场景来讲解更多的高级用法。

   当有Consumer需要大量的运算时，RabbitMQ Server需要一定的分发机制来balance每个Consumer的load。接下来我们分布讲解。 

   应用场景就是RabbitMQ Server会将queue的Message分发给不同的Consumer以处理计算密集型的任务：

1. Message acknowledgment 消息确认

每个Consumer可能需要一段时间才能处理完收到的数据。如果在这个过程中，Consumer出错了，异常退出了，而数据还没有处理完成，那么 非常不幸，这段数据就丢失了。因为我们采用no-ack的方式进行确认，也就是说，每次Consumer接到数据后，而不管是否处理完 成，RabbitMQ Server会立即把这个Message标记为完成，然后从queue中删除了。

     如果一个Consumer异常退出了，它处理的数据能够被另外的Consumer处理，这样数据在这种情况下就不会丢失了（注意是这种情况下）。

      为了保证数据不被丢失，RabbitMQ支持消息确认机制，即acknowledgments。为了保证数据能被正确处理而不仅仅是被Consumer收到，那么我们不能采用no-ack。而应该是在处理完数据后发送ack。

    在处理数据后发送的ack，就是告诉RabbitMQ数据已经被接收，处理完成，RabbitMQ可以去安全的删除它了。

    如果Consumer退出了但是没有发送ack，那么RabbitMQ就会把这个Message发送到下一个Consumer。这样就保证了在Consumer异常退出的情况下数据也不会丢失。

    这里并没有用到超时机制。RabbitMQ仅仅通过Consumer的连接中断来确认该Message并没有被正确处理。也就是说，RabbitMQ给了Consumer足够长的时间来做数据处理。

这样即使你通过Ctr-C中断了Recieve.cs，那么Message也不会丢失了，它会被分发到下一个Consumer。

      如果忘记了ack，那么后果很严重。当Consumer退出时，Message会重新分发。然后RabbitMQ会占用越来越多的内存，由于 RabbitMQ会长时间运行，因此这个“内存泄漏”是致命的。去调试这种错误，可以通过一下命令打印un-acked Messages.

2. Round-robin dispatching 循环分发

        RabbitMQ的分发机制非常适合扩展，而且它是专门为并发程序设计的。如果现在load加重，那么只需要创建更多的Consumer来进行任务处理即 可。当然了，对于负载还要加大怎么办？我没有遇到过这种情况，那就可以创建多个virtual Host，细化不同的通信类别了。

     1、首先开启两个Consumer，即运行两个Recieve.cs。

     2、在开启两个Producer，即运行两个Producer.cs。

默认情况下，RabbitMQ 会顺序的分发每个Message。当每个收到ack后，会将该Message删除，然后将下一个Message分发到下一个Consumer。这种分发方式叫做round-robin（优雅分发）。

Producer.cs

class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            ConnectionFactory factory = new ConnectionFactory() { HostName = "localhost" };
            using (IConnection connection = factory.CreateConnection())
            {
                using (IModel channel = connection.CreateModel())
                {
                    channel.QueueDeclare("hello", false, false, false, null);
                    var message = GetMessage(args);
                    var body = Encoding.UTF8.GetBytes(message);
                    
                    var properties = channel.CreateBasicProperties();
                    properties.DeliveryMode = 2;//non-persistent (1) or persistent (2) 
                    //channel.TxSelect();
                    channel.BasicPublish("", "hello", properties, body);
                    //channel.TxCommit();
                }
            }
        }

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

Consumer.cs

//#define demo1
#define demo2
using RabbitMQ.Client;
using RabbitMQ.Client.Events;
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading;
using System.Threading.Tasks;

namespace ReceiveDemo2
{
    /// <summary>
    /// 一个Send和多个Receive的例子,
    /// 还加上了ack的例子.
    /// 优雅分发
    /// </summary>
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            var factory = new ConnectionFactory() { HostName = "localhost" };
            using (var connection = factory.CreateConnection())
            {
                using (var channel = connection.CreateModel())
                {
                    channel.QueueDeclare("hello", false, false, false, null);
                    var consumer = new QueueingBasicConsumer(channel);
#if demo1
                    channel.BasicConsume("hello", true, consumer);//自动删除消息
#else
                    channel.BasicConsume("hello", false, consumer);//需要接受方发送ack回执,删除消息
#endif
                    Console.WriteLine(" [*] Waiting for messages." + "To exit press CTRL+C");
                    while (true)
                    {
                        var ea = (BasicDeliverEventArgs)consumer.Queue.Dequeue();//挂起的操作
#if demo2
                        channel.BasicAck(ea.DeliveryTag, false);//与channel.BasicConsume("hello", false, null, consumer);对应
#endif
                        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");
#if demo2
                        //channel.BasicAck(ea.DeliveryTag, false);//与channel.BasicConsume("hello", false, null, consumer);对应,这句话写道40行和49行运行结果就会不一样.写到这里会发生如果输出[x] Received {0}之后,没有输出 [x] Done之前,CTRL+C结束程序,那么message会自动发给另外一个客户端,当另外一个客户端收到message后,执行完49行的命令之后,服务器会删掉这个message
#endif
                    }
                }
            }
        }
    }
}

3. Message durability消息持久化

     在上一节中我们知道了即使Consumer异常退出，Message也不会丢失。但是如果RabbitMQ Server退出呢？软件都有bug，即使RabbitMQ Server是完美毫无bug的（当然这是不可能的，是软件就有bug，没有bug的那不叫软件），它还是有可能退出的：被其它软件影响，或者系统重启 了，系统panic了。。。

    为了保证在RabbitMQ退出或者crash了数据仍没有丢失，需要将queue和Message都要持久化。queue的持久化需要在声明时指定durable=True，修改Producer和Consumer的channel.QueueDeclare代码，再次强调，Producer和Consumer都应该去创建这个queue，尽管只有一个地方的创建是真正起作用的：

bool durable = true;
channel.QueueDeclare("hello", durable, false, false, null);

上述语句执行不会有什么错误，但是确得不到我们想要的结果，原因就是RabbitMQ Server已经维护了一个叫hello的queue，那么上述执行不会有任何的作用，也就是hello的任何属性都不会被影响。这一点在上篇文章也讨论过。

那么workaround也很简单，声明一个另外的名字的queue，比如名字定位task_hello，或者通过监控http://localhost:15672/，删除名为“hello”的Queue。

接下来，还需要持久化Message，即在Producer.cs里面Publish的时候指定一个properties，方式如下：

static void Main(string[] args)
        {
            var factory = new ConnectionFactory() { HostName = "localhost" };
            using (var connection = factory.CreateConnection())
            {
                using (var channel = connection.CreateModel())
                {
                    bool durable = true;
                    channel.QueueDeclare("task_queue", durable, false, false, null);//queue的持久化需要在声明时指定durable=True
                    var message = GetMessage(args);
                    var body = Encoding.UTF8.GetBytes(message);
                    var properties = channel.CreateBasicProperties();
                    properties.SetPersistent(true);//需要持久化Message，即在Publish的时候指定一个properties，
                    channel.BasicPublish("", "task_hello", properties, body);
                }
            }
        }

关于持久化的进一步讨论：

    为了数据不丢失，我们采用了：

1. 在数据处理结束后发送ack，这样RabbitMQ Server会认为Message Deliver 成功。
2. 持久化queue，可以防止RabbitMQ Server 重启或者crash引起的数据丢失。
3. 持久化Message，理由同上。
   

    但是这样能保证数据100%不丢失吗？

    答案是否定的。问题就在与RabbitMQ需要时间去把这些信息存到磁盘上，这个time window虽然短，但是它的确还是有。在这个时间窗口内如果数据没有保存，数据还会丢失。还有另一个原因就是RabbitMQ并不是为每个Message都做fsync：它可能仅仅是把它保存到Cache里，还没来得及保存到物理磁盘上。

    因此这个持久化还是有问题。但是对于大多数应用来说，这已经足够了。当然为了保持一致性，你可以把每次的publish放到一个transaction中。这个transaction的实现需要user defined codes。

    那么商业系统会做什么呢？一种可能的方案是在系统panic时或者异常重启时或者断电时，应该给各个应用留出时间去flash cache，保证每个应用都能exit gracefully。

4. Fair dispatch 公平分发

    你可能也注意到了，分发机制不是那么优雅。默认状态下，RabbitMQ将第n个Message分发给第n个Consumer。当然n是取余后的。它不管Consumer是否还有unacked Message，只是按照这个默认机制进行分发。

   那么如果有个Consumer工作比较重，那么就会导致有的Consumer基本没事可做，有的Consumer却是毫无休息的机会。那么，RabbitMQ是如何处理这种问题呢？

  通过 BasicQos 方法设置prefetchCount = 1。这样RabbitMQ就会使得每个Consumer在同一个时间点最多处理一个Message。换句话说，在接收到该Consumer的ack前，他它不会将新的Message分发给它。 设置方法如下：

channel.BasicQos(0, 1, false);

注意，这种方法可能会导致queue满。当然，这种情况下你可能需要添加更多的Consumer，或者创建更多的virtualHost来细化你的设计。

Consumer.cs

static void Main(string[] args)
        {
            var factory = new ConnectionFactory() { HostName = "localhost" };
            using (var connection = factory.CreateConnection())
            {
                using (var channel = connection.CreateModel())
                {
                    bool durable = true;
                    channel.QueueDeclare("task_queue", durable, false, false, null);
                    channel.BasicQos(0, 1, false);//这样RabbitMQ就会使得每个Consumer在同一个时间点最多处理一个Message。换句话说，在接收到该Consumer的ack前，他它不会将新的Message分发给它。 
                    var consumer = new QueueingBasicConsumer(channel);
                    channel.BasicConsume("task_hello", false, null, consumer);//需要接受方发送ack回执,删除消息
                    Console.WriteLine(" [*] Waiting for messages." + "To exit press CTRL+C");
                    while (true)
                    {
                        var ea = (BasicDeliverEventArgs)consumer.Queue.Dequeue();//挂起的操作
                        channel.BasicAck(ea.DeliveryTag, false);//与channel.BasicConsume("task_queue", false, null, consumer);对应
                        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");
                    }
                }
            }
        }

 转：

http://www.rabbitmq.com/tutorials/tutorial-two-dotnet.html（官网）

http://blog.csdn.net/anzhsoft/article/details/19607841（翻译）