RabbitMQ实例教程：用Java搞定工作队列

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　　在上一节中，我们学会了使用编程的方式发送和接收一个命名好的队列。本节中我们将会使用工作队列在多个工作者之间分发任务。

　　工作队列的核心思想是避免立即处理高密集度必须等待完成的任务。它采用了安排任务的方式，将一个任务封装成一个消息把它放进队列。在后台运行的工作进程到时候会将它弹出并执行，这样任务队列中的任务就会被工作进程共享执行。

　　工作队列适用于Web应用中在一个短的HTTP请求中处理复杂任务的场景。

　　在上节中，我们发送了一个“Hello World！”字符串消息。现在发送多个字符串消息表示复杂任务。我们现在像图片重置大小，渲染PDF文件这样的真实任务，但我们使用 Thread.sleep() 假装正在我们忙。我们将字符串中的点的数量作为其复杂性；每个点都占1秒钟“工作”。例如，一个包含“...”这样的假任务就会需要三秒钟。

　　NewTask.java

package com.favccxx.favrabbit;

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

public class NewTask {


	  private static final String TASK_QUEUE_NAME = "task_queue";

	  public static void main(String[] argv) throws Exception {
	    ConnectionFactory factory = new ConnectionFactory();
	    factory.setHost("localhost");
	    Connection connection = factory.newConnection();
	    Channel channel = connection.createChannel();

	    channel.queueDeclare(TASK_QUEUE_NAME, true, false, false, null);

	    String[] args = {"Shuai Ge","ai","MeiNv","..."};
	    String message = getMessage(args);

	    channel.basicPublish("", TASK_QUEUE_NAME,
	        MessageProperties.PERSISTENT_TEXT_PLAIN,
	        message.getBytes("UTF-8"));
	    System.out.println(" [x] Sent ‘" + message + "‘");
	    
	    for(int i=0;i<10;i++){
	    	channel.basicPublish("", TASK_QUEUE_NAME,
	    	        MessageProperties.PERSISTENT_TEXT_PLAIN,
	    	        (message+i).getBytes("UTF-8"));
	    	System.out.println("Sent Message:" + message+i);
	    }

	    channel.close();
	    connection.close();
	  }

	  private static String getMessage(String[] strings) {
	    if (strings.length < 1)
	      return "Hello World!";
	    return joinStrings(strings, " ");
	  }

	  private static String joinStrings(String[] strings, String delimiter) {
	    int length = strings.length;
	    if (length == 0) return "";
	    StringBuilder words = new StringBuilder(strings[0]);
	    for (int i = 1; i < length; i++) {
	      words.append(delimiter).append(strings[i]);
	    }
	    return words.toString();
	  }
}

　　控制台输出

　　Worker.java

package com.favccxx.favrabbit;

import java.io.IOException;
import java.text.DateFormat;
import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Date;

import com.rabbitmq.client.AMQP;
import com.rabbitmq.client.Channel;
import com.rabbitmq.client.Connection;
import com.rabbitmq.client.ConnectionFactory;
import com.rabbitmq.client.Consumer;
import com.rabbitmq.client.DefaultConsumer;
import com.rabbitmq.client.Envelope;

public class Worker {

	private static final String TASK_QUEUE_NAME = "task_queue";
	
	private static DateFormat df = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");

	public static void main(String[] argv) throws Exception {
		ConnectionFactory factory = new ConnectionFactory();
		factory.setHost("localhost");
		final Connection connection = factory.newConnection();
		final Channel channel = connection.createChannel();

		channel.queueDeclare(TASK_QUEUE_NAME, true, false, false, null);
		System.out.println(" [*] Waiting for messages. To exit press CTRL+C");

		channel.basicQos(1);

		final Consumer consumer = new DefaultConsumer(channel) {
			@Override
			public void handleDelivery(String consumerTag, Envelope envelope, AMQP.BasicProperties properties,
					byte[] body) throws IOException {
				String message = new String(body, "UTF-8");

				System.out.println(df.format(new Date()) + " [x] Received ‘" + message + "‘");
				try {
					doWork(message);
				} finally {
					System.out.println(" [x] Done");
					channel.basicAck(envelope.getDeliveryTag(), false);
				}
			}
		};
		channel.basicConsume(TASK_QUEUE_NAME, false, consumer);
	}

	private static void doWork(String task) {
		for (char ch : task.toCharArray()) {
			if (ch == ‘.‘) {
				try {
					Thread.sleep(1000);
				} catch (InterruptedException _ignored) {
					Thread.currentThread().interrupt();
				}
			}
		}
	}

}

　　控制台输出

　　循环分发消息（Round-robin dispatching）

　　使用任务队列的一个好处是轻松处理并行工作，如果我们有一个积压的工作，通过添加更多的工人就可以完成。

　　首先，现在有两个worker实例在同时工作，他们都从队列中读取消息。接下来这么做：

　　（1）运行NewTask类，发送10个消息队列，控制台输出如下内容：

 [x] Sent ‘Shuai Ge ai MeiNv ...‘
Sent Message:Shuai Ge ai MeiNv ...0
Sent Message:Shuai Ge ai MeiNv ...1
Sent Message:Shuai Ge ai MeiNv ...2
Sent Message:Shuai Ge ai MeiNv ...3
Sent Message:Shuai Ge ai MeiNv ...4
Sent Message:Shuai Ge ai MeiNv ...5
Sent Message:Shuai Ge ai MeiNv ...6
Sent Message:Shuai Ge ai MeiNv ...7
Sent Message:Shuai Ge ai MeiNv ...8
Sent Message:Shuai Ge ai MeiNv ...9

 　　（2）启动一个worker实例，其输出内容如下：

2015-10-08 15:53:45 [x] Received ‘Shuai Ge ai MeiNv ...‘
 [x] Done
2015-10-08 15:53:48 [x] Received ‘Shuai Ge ai MeiNv ...1‘
 [x] Done
2015-10-08 15:53:51 [x] Received ‘Shuai Ge ai MeiNv ...3‘
 [x] Done
2015-10-08 15:53:54 [x] Received ‘Shuai Ge ai MeiNv ...5‘
 [x] Done
2015-10-08 15:53:57 [x] Received ‘Shuai Ge ai MeiNv ...7‘
 [x] Done
2015-10-08 15:54:00 [x] Received ‘Shuai Ge ai MeiNv ...9‘
 [x] Done

　　（3）启动另外一个worker实例，其输出内容如下：

2015-10-08 15:53:45 [x] Received ‘Shuai Ge ai MeiNv ...0‘
 [x] Done
2015-10-08 15:53:48 [x] Received ‘Shuai Ge ai MeiNv ...2‘
 [x] Done
2015-10-08 15:53:51 [x] Received ‘Shuai Ge ai MeiNv ...4‘
 [x] Done
2015-10-08 15:53:54 [x] Received ‘Shuai Ge ai MeiNv ...6‘
 [x] Done
2015-10-08 15:53:57 [x] Received ‘Shuai Ge ai MeiNv ...8‘
 [x] Done

　　RabbitMQ可能会出现下述所示的队列变化图  

　　默认情况下，RabbitMQ会按顺序将消息发送给下一个消费者，每个消费者都有相同数量的信息，跟消息的持续时长没有关系。这种分发消息的模式就是循环分发（round-robin）。

　　消息应答模式（Message acknowledgment）

　　每个任务执行都会占用几秒钟时间，如果一个任务启动用了很长时间后因为某种原因死掉了，但只完成了部分任务，该怎么办呢？在上面的round-robin模式下，一旦RabbitMQ将消息分发给一个消费者就会立即将其从内存中移除。在这种情况下，如果杀掉worker进程就会丢失正在处理的消息，当然也会丢失分发给该worker的未处理的消息。

　　但我们不想丢失任何任务。如果一个worker进程死掉了，我们希望将该任务分发给其它工作进程。

　　为了解决上面的问题，RabbitMQ支持应答模式让消费者告诉RabbitMQ特定的消息是否已经收到并处理，如果处理了就从内存中移除。

　　如果一个消息消费者没有应答的话，RabbitMQ会假设该消息没有处理并将它转发给其它消费者。这样就能确保消息不会丢失，即便工作进程意外死掉。

　　消息没有超时一说，RabbitMQ只有在工作进程连接死掉的时候才会重新投递消息。即便一个消息需要很长很长的时间处理也是不会出问题。

　　消息应答模式默认是开启的，在前面的例子我们通过autoAck=true显式的关闭了。现在将该属性设置为true即可。

　　消息持久化（Message durability）

　　上面我们知道了如何处理消息消费者死机的问题，但是如果RabbitMQ服务器宕机呢？

　　当RabbitMQ退出或崩溃时，除非你提醒它，否则它会忘记队列和消息。若想消息不丢失的话，就必须让队列和消息都设为持久化。

　　若想RabbitMQ不会丢失队列的话，可以通过下面的方式将其声明为持久化：

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

　　尽管上面的代码是正确的，但是它不会起作用的，因为我们已经定义了非持久化的“hello”队列。RabbitMQ不允许使用不同的参数重新定义已存在的队列，那样的话会返回错误。我们可以采用将其声明为不同的队列名字作为解决方案，如：

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

　　队列声明改变后需要同时应用到消息生产者和消息消费者身上。

　　这时，我们就能确保RabbitMQ重启后task_queue队列不会丢失。现在需要通过设置 MessageProperties 属性值为 PERSISTENT_TEXT_PLAIN 将消息标记为持久化。

import com.rabbitmq.client.MessageProperties;
channel.basicPublish("", "task_queue",  MessageProperties.PERSISTENT_TEXT_PLAIN, message.getBytes());

　　公平分发消息（Fair dispatch）

　　你可能注意到分发有时候并不像我们想象的那样，比如，有两个消息消费者时有一个一边的消息是复杂耗时的，而另一边消息是简单快速的，这样一个队列经常是繁忙的，而另一个队列非常轻松。RabbitMQ并不知道这些仍然是平均分发消息。

　　造成这样的原因是RabbitMQ仅仅是当消息到达队列的出口时才转发消息，它并不在乎未到达消息消费者的消息数量。它只是盲目的将奇数消息发送给一个消费者，偶数消息发送给另一个消费者。

　　解决上面问题的方法就是设置 prefetchCount = 1，这就好比告诉RabbitMQ每个只给工作进程一个消息。换句话说，就是在工作进程处理完并应答该消息前，不会发送给它新的消息，它会把它消息发送给其它的空闲工作进程。

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

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