队列应用场景，自己实现队列

队列使用场景：为什么需要队列

在web开发中，我们经常会遇到需要处理批量任务的时候，这些批量任务可能是用户提交的，也可能是当系统被某个事件触发时需要进行批量处理的，面对这样的任务，如果是用户提交的批量任务，初级程序员只能让用户触发提交动作后，等待服务器处理完毕，并且将结果返回到浏览器，期间用户不能关掉浏览器窗口，如果数据比较大，或者处理速度比较慢，那用户体验将会因此受到直接影响。但是当我们使用某讯或者某浪的邮箱时，点击群发邮件之后，只需等待很短的时间，浏览器提示提交成功，正在发送之类的信息时，用户就可以关掉浏览器，稍后，收件地址栏里的邮箱将陆续收到该群发邮件，再比如群发定时邮件，以及当商城系统中有客户下单，客户，客服，仓库等相关人员收到订单邮件信息。诸如此类，队列的应用范围是如此之广。

 

二 :普通工程师的解决方案和架构师的解决方案

方案1：建表存邮件，消息等，用定时程序取出发送。

 

方案2：抽象到更高一层，开发一套通用异步处理队列适用于任何复杂的业务逻辑

那么，作为架构师，使用队列的做法，将抽象层和业务层分离，可具有良好的扩展性和可维护性。相比较而言就高明了许多，下面就我们介绍一下自定义队列的实现思路和方法。

 

三 :队列总体设计

 

1：需要队列程序，提供加入队列接口和取队列接口等

2：需要存储队列，文件或者数据库

3：需要定时程序取出队列并执行

4：其它扩展功能：优先级，日志，定时等

 

代码的目录结构如下，每个文件的作用用//注释来标明

|--addTask.php //添加任务到队列的例子

|--cronMission.php //定时任务调度程序,例如linux中受crontab直接调用的文件，业务逻辑工程师可以在这个文件中灵活定义自己的队列任务，从而不用每个队列任务都需要上服务器修改crontab，从而在安全性，便捷性方面有很大提高

|--db.php //数据库操作

|--db.sql //建立队列需要用到的基本表结构

|--doQueue.php //执行队列任务

|--Queue.class.php //队列核心业务在这里定义，包括将任务加入队列，读队列，更改队列任务状态

|--sendMsg.php //队列要实现具体任务的业务接口，比如现有系统的发送消息的接口，这里例子中因为将此队列程序和现有系统系统集成，用写入日志来演示

 

四 :队列具体实现一：建任务存储表

1：

先来个最基本的：

 

CREATE TABLE `queue` (

id int(11) NOT NULL auto_increment primary key,

taskphp varchar(128) NOT NULL default '',

param text not null default '',

status tinyint not null default 0,

ctime timestamp NOT NULL default CURRENT_TIMESTAMP,

KEY (ctime)

) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8;

 

字段解释：

taskphp：处理业务的接口文件

param：处理业务的接口文件需要接收的参数

status：任务处理状态，0为未处理，处理完毕更改为1

 

五 :队列具体实现二：定义调用接口

<?php

/**

 * 优才网公开课示例代码

 *

 * 任务队列实现

 *

 * @author 优才网全栈工程师教研组  张友林

 * @see http://www.ucai.cn

 */

 

include_once('db.php');

class Queue

{

 

/**

* 把任务扔到队列

*

* @param string $taskphp 执行任务的程序

* @param string $param 执行任务程序所用的参数

 

* 例如，群发消息加入队列：

* $arr = array(

* "uid" => 4,//发信息的人的UID

* "uids" => array(6,234,34,67,7888,2355), //接收信息的人的UID

* "content" => 'xxxxx',//信息内容

* );

* $cqueue = new Queue();

* $cqueue->add("/app/send_msg.php", serialize($arr));

 *
 */

public function add($taskphp,$param)

{

$taskphp = mysql_real_escape_string($taskphp);

//$param = mysql_real_escape_string($param);

$param = $param;

$sql = "insert into queue (taskphp, param) values('".$taskphp."', '".$param."')";

$re = execute($sql);

if ($re)

{

$pid = mysql_insert_id();

return $pid;

}

else

{

return false;

}
}

 

 

/**

 * 读取任务队列

 * 

 * @param string $limit 一次取多少条

 */

public function getQueueTask($limit = 1000)

 {

$limit = (int)$limit;

 $sql = "select id, taskphp, param from queue  where status = 0 order by id asc";

 $re = query($sql);
 return $re;

}

 

 /**

* 更新任务状态

 * 

 * @param string $limit 一次取多少条

*/

public function updateTaskByID($id)

{

$id = (int)$id;

$mtime = time();

$sql = "update queue  set status =1, mtime = ".$mtime." where id = ".$id;

$re = execute($sql);

return $re;

}

 

 

public static function a2s($arr)

{

      $str = "";

        foreach ($arr as $key => $value)
       {
          if (is_array($value))

          {
                foreach ($value as $value2)
                {

                $str .= urlencode($key) . "[]=" . urlencode($value2) . "&";

              }

          }

           else
          {
             $str .= urlencode($key) . "=" . urlencode($value) . "&";
             }
       }

        return $str;
   }

 

     public static function s2a($str)

     {

        $arr = array();

         parse_str($str, $arr);

         return $arr;
  }

 
}

 

?>

 

$cqueue = new Queue();

 

1： 加入队列接口

l //$param1 为执行任务的程序，$param2 为程序参数，可以为序列化的数据

l $cqueue->add($param1,$param2);

 

2:  读取队列接口

l $tasks = $cqueue->getQueueTask($limit = 1000);

 

3：更新任务状态

l $cqueue->updateTaskStatus($id);

 

4：a2s是自定义的一个数组转换字符串方法，这里不要使用json_encode，容易出现问题，同样，从数据库中取出转换为数组的时候，使用s2a方法

l $re = $cqueue->add("sendMsg.php", Queue::a2s($arr));

六 :队列具体实现三：写执行队列的程序

根据设计，执行队列的程序文件是 do_queue.php ， 它的主要功能是把任务从队列表里取出来，并且在后台执行。

 

do_queue.php部分代码：

 $phpcmd = exec("which php"); //查找到php安装位置

 $cqueue = new Queue();

 $tasks = $cqueue->getQueueTask(200);

 foreach ($tasks as $t)

 {

  $taskphp = $t['taskphp'];

  $param = $t['param'];

 $job = $phpcmd . " " . escapeshellarg($taskphp) . " " . escapeshellarg($param);

  system($job);

 }

 

 

七 :具体任务的业务实现

还是拿群发消息来做例子，我们需要写好一个群发消息的程序，这个程序接收事先定义好的参数，然后根据参数调用发消息的接口把消息发送出去。

这个一般由做业务功能的工程师实现。但是架构师事先得写文档例子，教会别人使用

 

send_msg.php：

 

 $para = $argv[1];

 $arr = unserialize($para);

 $cmessage = new Message();

 foreach($arr['uids'] as $touid)

 {

  $cmessage->send($arr['uid'], $touid, $arr['content']);

 }

 

八 : 服务器部署一：配置crontab

咱们执行队列的程序都写好了， 这个程序怎么触发呢，当然就要用到linux的定时任务，每隔一定的时间，执行do_queue.php一次。但是呢，这里不是直接调用do_queue.php，咱们再提高一层，加个调度程序cron_mission.php， 在cron_mission.php里面调用do_queue.php

 

配置定时任务 crontab：

 

 crontab –e

 
 * * * * *  cd /ucai/schedule; php cron_mission.php >> cron_mission.log

 

#可以先使用crontab -l查看本机已经使用的定时任务

九 :服务器部署二：写定时任务调度程序

思路：将定时任务写入到任务调度程序cron_mission.php中，这样可以在cron_mission.php中灵活控制队列任务。相比较直接通过crontab控制doQueue.php而言，避免了频繁修改服务器上的crontab，从安全，便于维护等角度来说，都是上策。

 

cron_mission.php 示例：

 

 if ($minute % 5 == 0)

 {

  if(chdir($site_dir."app/")) {

  $cmd = "$phpcmd do_queue.php > do_queue.log &";

  echo '[' , $ymd , ' ' , $hour , ':' , $minute , '] ' , $cmd , "
";

  system($cmd);
  }

}

 

十 :开启多进程并发执行队列

思路：对任务序列进行编号，数据库中执行的时候

where条件加上id%每个队列要执行任务总数=队列编号

这样可以避免重复处理

 

例如：每个进程执行10条任务，修改如下

 

1：定时任务的修改

修改前：

 if ($minute % 5 == 0)

 {

  if(chdir($site_dir."app/")) {

  $cmd = "$phpcmd do_queue.php > do_queue.log &";

  echo '[' , $ymd , ' ' , $hour , ':' , $minute , '] ' , $cmd , "
";

  system($cmd);

  }

 }

 

修改后：

 if ($minute % 5 == 0)

 {

  for ($i=0; $i < 10; $i++) { 

  $cmd = "$phpcmd doQueue.php 10 $i>> doQueueMission".date('Y-m-d').".log  ";

  echo  date("Y-m-d H:i:s") . "	 : " .$cmd."
";

  system($cmd);

  }

 }

//每次进行10个进程，$i来区分是当前的进程标示

 

2：队列执行程序的修改

修改前：

 $phpcmd = 'D:workwampinphpphp5.3.10php ';

 $cqueue = new Queue();

 $tasks = $cqueue->getQueueTask(200);

修改后：

 $phpcmd = 'D:workwampinphpphp5.3.10php ';

 $total=$argv[1];

 $i=$argb[2];

 $cqueue = new Queue();

 $tasks = $cqueue->getQueueTask($total,$i,200);

3：取队列接口的修改

修改前：

 public function getQueueTask($limit = 1000)

   {

  $limit = (int)$limit;

  $sql = "select id, taskphp, param from queue  where status = 0 order by id asc";

  $re = query($sql);

  return $re;

   }

修改后：

 public function getQueueTask($total,$i,$limit = 1000)

   {

  $limit = (int)$limit;

  $sql = "select id, taskphp, param from queue  where status = 0 and id%$total=$i order by id asc";

  $re = query($sql);

  return $re;

   }

4：需要关注服务器压力

进程数定为多少，取决于服务器压力

十一 :实现任务优先级

 

1：任务存储表加优先级字段

在数据表里，加一个优先级字段，按字段值的数值大小来区分优先级

2：修改取队列任务接口，按优先级取

同样是在sql语句中增加order by

十二 :记录队列日志

 

1：关键地方加echo

 

2：shell脚本的>>和>的各自作用

 

总结：

我们这里的队列实现借助了服务器的计划任务来实现，例如linux中的crontab，这本身是linux系统中的一个程序，平时我们还可以使用他来进行定时执行.sh脚本，例如将数据库备份打包并ftp传送到指定服务器上，这个功能不需要借助php脚本，直接用.sh脚本就可以实现。在这里我们巧妙的将crontab和php脚本结合，并且使用crontab来不断调用一个队列调度接口cronMission.php，再通过cronMission.php直接来控制具体什么时候或者是满足什么条件来执行什么队列任务。

这里面几个需要注意的地方

1：往数据库中存取数据时，不要直接使用json_encode或者json_decode，容易造成一些意外问题，在代码中，我们定义了a2s和s2a两个方法，分别是处理数组转为字符串，和从数据库中读取字符串后转为数组。

2：当任务量比较大，同时服务器负载又没有充分利用的时候，可以使用多进程并发处理，在并发处理的时候需要考虑一个问题，就是如何避免重复，在这里我们使用了，对队列任务进行标记，每次从数据库中读取一个进程需要处理的一批任务，使用数据库中id与批次标示取余等于0的方法来区分，避免不同批次的队列，重复处理相同任务。（上面步骤10中有具体实现）