RabbitMQ-三、Java使用--1.工作隊列

三、Java使用--1.工作隊列

1、工作隊列

1、Round-robin轉發

工作隊列用來在工作者（consumer）間分發耗時任務。

工作隊列的主要任務是：避免立刻執行資源密集型任務，然後必須等待其完成。相反地，我們進行任務調度：我們把任務封裝爲消息發送給隊列。工作進行在後臺運行並不斷的從隊列中取出任務然後執行。當你運行了多個工作進程時，任務隊列中的任務將會被工作進程共享執行。
這樣的概念在web應用中極其有用，當在很短的HTTP請求間需要執行復雜的任務。

我們使用Thread.sleep來模擬耗時的任務。我們在發送到隊列的消息的末尾添加一定數量的點，每個點代表在工作線程中需要耗時1秒，例如hello…將會需要等待3秒。

發送端：

public class producer2 {

    private final static String QUEUE_NAME = "workqueue";//隊列名稱  
  
    public static void main(String[] args) throws Exception { 
        //創建連接和頻道  
        ConnectionFactory factory = new ConnectionFactory();  
        factory.setHost("localhost");  
        Connection connection = factory.newConnection();  
        Channel channel = connection.createChannel();  
        //聲明隊列  
        channel.queueDeclare(QUEUE_NAME, false, false, false, null);  
        //發送10條消息，依次在消息後面附加1-10個點  
        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 + "'");  
        }  
        //關閉頻道和資源  
        channel.close();  
        connection.close();  
    }  
  
}

接收端：

public class consumer2 {  
  
    private final static String QUEUE_NAME = "workqueue"; //隊列名稱  
  
    public static void main(String[] argv) throws Exception { 
        //區分不同工作進程的輸出  
        int hashCode = Work.class.hashCode();  
        //創建連接和頻道  
        ConnectionFactory factory = new ConnectionFactory();  
        factory.setHost("localhost");  
        Connection connection = factory.newConnection();  
        Channel channel = connection.createChannel();  
        //聲明隊列  
        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);  
        // 指定消費隊列  
        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");  
        }  
    }  
  
    /** 
     * 每個點耗時1s 
     * @param task 
     * @throws InterruptedException 
     */  
    private static void doWork(String task) throws InterruptedException{  
        for(char ch : task.toCharArray()){  
            if (ch == '.')  Thread.sleep(1000);  
        }  
    }  
    
}

使用任務隊列的好處是能夠很容易的並行工作。如果我們積壓了很多工作，我們僅僅通過增加更多的工作者就可以解決問題，使系統的伸縮性更加容易。
下面我們先運行3個工作者（consumer2.java）實例，然後運行producer2.java，3個工作者實例都會得到信息。但是如何分配呢？讓我們來看輸出結果:

[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

可以看到，默認的，RabbitMQ會一個一個的發送信息給下一個消費者(consumer)，而不考慮每個任務的時長等等，且是一次性分配，並非一個一個分配。平均的每個消費者將會獲得相等數量的消息。這樣分發消息的方式叫做round-robin。

2、消息應答（messageacknowledgments）

執行一個任務需要花費幾秒鐘。你可能會擔心當一個工作者在執行任務時發生中斷。

我們上面的代碼，一旦RabbItMQ交付了一個信息給消費者，會馬上從內存中移除這個信息。

在這種情況下，如果殺死正在執行任務的某個工作者，我們會丟失它正在處理的信息。

我們也會丟失已經轉發給這個工作者且它還未執行的消息。

上面的例子，我們首先開啓兩個任務concumer2.java，然後執行發送任務的代碼（producer2.java），然後立即關閉第二個任務，結果爲：

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

可以看到，第二個工作者至少丟失了6，8，10號任務，且4號任務未完成。

但是，我們不希望丟失任何任務（信息）。當某個工作者（接收者）被殺死時，我們希望將任務傳遞給另一個工作者。

爲了保證消息永遠不會丟失，RabbitMQ支持消息應答（messageacknowledgments）。消費者發送應答給RabbitMQ，告訴它信息已經被接收和處理，然後RabbitMQ可以自由的進行信息刪除。

如果消費者被殺死而沒有發送應答，RabbitMQ會認爲該信息沒有被完全的處理，然後將會重新轉發給別的消費者。通過這種方式，你可以確認信息不會被丟失，即使消者偶爾被殺死。

這種機制並沒有超時時間這麼一說，RabbitMQ只有在消費者連接斷開是重新轉發此信息。如果消費者處理一個信息需要耗費特別特別長的時間是允許的。

消息應答默認是打開的。上面的代碼中我們通過顯示的設置autoAsk=true關閉了這種機制。下面我們修改代碼（Work.java）：

boolean ack = false ; //打開應答機制

channel.basicConsume(QUEUE_NAME, ack, consumer);

//另外需要在每次處理完成一個消息後，手動發送一次應答。

channel.basicAck(delivery.getEnvelope().getDeliveryTag(),false);

修改後的concumer2.java片段代碼：

// 指定消費隊列  
boolean ack = false ; //打開應答機制  
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");  
     //發送應答  
     channel.basicAck(delivery.getEnvelope().getDeliveryTag(), false);  
}

測試：
我們把消息數量改爲5，然後先打開兩個消費者（consumer2.java），然後發送任務（producer2.java修改後的），立即關閉一個消費者，觀察輸出：
[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

可以看到工作者2沒有完成的任務4，重新轉發給工作者1進行完成了。

3、消息持久化（Messagedurability）

我們已經學習了即使消費者被殺死，消息也不會被丟失。但是如果此時RabbitMQ服務被停止，我們的消息仍然會丟失。

當RabbitMQ退出或者異常退出，將會丟失所有的隊列和信息，除非你告訴它不要丟失。我們需要做兩件事來確保信息不會被丟失：我們需要給所有的隊列和消息設置持久化的標誌。

第一，我們需要確認RabbitMQ永遠不會丟失我們的隊列。爲了這樣，我們需要聲明它爲持久化的。

boolean durable = true;
channel.queueDeclare("task_queue", durable, false, false, null);

注：RabbitMQ不允許使用不同的參數重新定義一個隊列，所以已經存在的隊列，我們無法修改其屬性。

第二，我們需要標識我們的信息爲持久化的。通過設置MessageProperties（implements BasicProperties）值爲PERSISTENT_TEXT_PLAIN。
channel.basicPublish("","task_queue",MessageProperties.PERSISTENT_TEXT_PLAIN,message.getBytes());

現在你可以執行一個發送消息的程序，然後關閉服務，再重新啓動服務，運行消費者程序做下實驗。

4、公平轉發（Fairdispatch）

或許會發現，目前的消息轉發機制（Round-robin）並非是我們想要的。例如，這樣一種情況，對於兩個消費者，有一系列的任務，奇數任務特別耗時，而偶數任務卻很輕鬆，這樣造成一個消費者一直繁忙，另一個消費者卻很快執行完任務後等待。
造成這樣的原因是因爲RabbitMQ僅僅是當消息到達隊列進行轉發消息。並不在乎有多少任務消費者並未傳遞一個應答給RabbitMQ。僅僅盲目轉發所有的奇數給一個消費者，偶數給另一個消費者。
爲了解決這樣的問題，我們可以使用basicQos方法，傳遞參數爲prefetchCount= 1。這樣告訴RabbitMQ不要在同一時間給一個消費者超過一條消息。換句話說，只有在消費者空閒的時候會發送下一條信息。

Int prefetchCount = 1;

channel.basicQos(prefetchCount);

測試：改變發送消息的代碼，將消息末尾點數改爲6-2個，然後首先開啓兩個工作者，接着發送消息：

[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

可以看出此時並沒有按照之前的Round-robin機制進行轉發消息，而是當消費者不忙時進行轉發。且這種模式下支持動態增加消費者，因爲消息並沒有發送出去，動態增加了消費者馬上投入工作。而默認的轉發機制會造成，即使動態增加了消費者，此時的消息已經分配完畢，無法立即加入工作，即使有很多未完成的任務。

5、完整的代碼

發送端:

public class producer3 {
    private final static String QUEUE_NAME = "workqueue_persistence";  // 隊列名稱
  
    public static void main(String[] args) throws Exception { 
        // 創建連接和頻道  
        ConnectionFactory factory = new ConnectionFactory();  
        factory.setHost("localhost");  
        Connection connection = factory.newConnection();  
        Channel channel = connection.createChannel();  
        // 聲明隊列  
        boolean durable = true;// 1、設置隊列持久化  
        channel.queueDeclare(QUEUE_NAME, durable, false, false, null);  
        // 發送10條消息，依次在消息後面附加1-10個點  
        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、設置消息持久化 
            channel.basicPublish("", QUEUE_NAME, MessageProperties.PERSISTENT_TEXT_PLAIN, message.getBytes());  
            System.out.println(" [x] Sent '" + message + "'");  
        }  
        // 關閉頻道和資源  
        channel.close();  
        connection.close();  
    }  
  
}

接收端:

public class consumer3 {

    private final static String QUEUE_NAME = "workqueue_persistence";// 隊列名稱  
  
    public static void main(String[] argv) throws Exception {  
        // 區分不同工作進程的輸出  
        int hashCode = Work.class.hashCode();  
        // 創建連接和頻道  
        ConnectionFactory factory = new ConnectionFactory();  
        factory.setHost("localhost");  
        Connection connection = factory.newConnection();  
        Channel channel = connection.createChannel();  
        // 聲明隊列  
        boolean durable = true;  
        channel.queueDeclare(QUEUE_NAME, durable, false, false, null);  
        System.out.println(hashCode + " [*] Waiting for messages. To exit press CTRL+C");  
        //設置最大服務轉發消息數量  
        int prefetchCount = 1;  
        channel.basicQos(prefetchCount);  
        QueueingConsumer consumer = new QueueingConsumer(channel);  
        //指定消費隊列  
        boolean ack = false; // 打開應答機制  
        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);  
        }  
    }  
  
    /** 
     * 每個點耗時1s 
     * @param task 
     * @throws InterruptedException 
     */  
    private static void doWork(String task) throws InterruptedException{  
        for(char ch : task.toCharArray()){  
            if(ch == '.') Thread.sleep(1000); 
        }  
    }
}

原文：http://blog.csdn.net/lmj623565791/article/details/37620057

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三、Java使用--1.工作隊列

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