RabbitMQ学习（6） (远程过程调用（RPC）)

在第二个教程中，我们学习了如何使用工作队列在多个工作人员之间分配耗时的任务。

但是如果我们需要在远程计算机上运行一个函数并等待结果呢？那么，这是一个不同的故事。这种模式通常被称为远程过程调用或RPC。

在本教程中，我们将使用RabbitMQ构建一个RPC系统：一个客户端和一个可扩展的RPC服务器。由于我们没有任何值得分发的耗时任务，我们将创建一个返回斐波那契数字的虚拟RPC服务。

客户端界面

为了说明如何使用RPC服务，我们将创建一个简单的客户端类。它将公开一个名为call的方法 ，它发送一个RPC请求并阻塞，直到收到答案：

var rpcClient = new RPCClient();

Console.WriteLine(" [x] Requesting fib(30)");
var response = rpcClient.Call("30");
Console.WriteLine(" [.] Got ‘{0}‘", response);

rpcClient.Close();

有关RPC的说明

尽管RPC在计算中是相当常见的模式，但它经常受到批评。当程序员不知道函数调用是本地的还是慢的RPC时，就会出现问题。像这样的混乱会导致一个不可预知的系统，并增加调试的不必要的复杂性。而不是简化软件，滥用RPC会导致不可维护的意大利面代码。

考虑到以下建议：

• 确定哪个函数调用是本地的，哪个是远程的。
• 记录你的系统。清楚组件之间的依赖关系。
• 处理错误情况。当RPC服务器长时间关闭时，客户端应该如何反应？

有疑问时避免RPC。如果可以的话，你应该使用一个异步管道 - 而不是像RPC一样的阻塞，结果被异步地推到下一个计算阶段。

回调队列

一般来说，使用RPC over RabbitMQ很容易。客户端发送请求消息，服务器回复响应消息。为了收到回应，我们需要发送一个“回叫”队列地址与请求:

var corrId = Guid.NewGuid().ToString();
var props = channel.CreateBasicProperties();
props.ReplyTo = replyQueueName;
props.CorrelationId = corrId;

var messageBytes = Encoding.UTF8.GetBytes(message);
channel.BasicPublish(exchange: "",
                     routingKey: "rpc_queue",
                     basicProperties: props,
                     body: messageBytes); //然后从callback_queue读取响应消息的代码

消息属性

AMQP 0-9-1协议预定义了一组与消息一起的14个属性。大多数属性很少使用，但以下情况除外：

• deliveryMode：将消息标记为持久（值为2）或瞬态（任何其他值）。您可能会从第二个教程中记住这个属性。
• contentType：用于描述编码的MIME类型。例如对于经常使用的JSON编码，将此属性设置为application / json是一个好习惯。
• replyTo：通常用来命名一个回调队列。
• correlationId：用于将RPC响应与请求关联起来。

相关标识

在上面介绍的方法中，我们建议为每个RPC请求创建一个回调队列。这是非常低效的，但幸运的是有一个更好的方法 - 让我们创建一个单一的客户端回调队列。

这引发了一个新的问题，在该队列中收到回复，不清楚回复属于哪个请求。那是什么时候使用correlationId属性。我们将把它设置为每个请求的唯一值。稍后，当我们在回调队列中收到一条消息时，我们将查看这个属性，并基于这个属性，我们可以将响应与请求进行匹配。如果我们看到一个未知的 correlationId值，我们可以放心地丢弃这个消息 - 这不属于我们的请求。

您可能会问，为什么我们应该忽略回调队列中的未知消息，而不是失败？这是由于在服务器端的竞争条件的可能性。虽然不太可能，但在发送给我们答案之后，但在发送请求的确认消息之前，RPC服务器可能会死亡。如果发生这种情况，重新启动的RPC服务器将再次处理该请求。这就是为什么在客户端，我们必须优雅地处理重复的响应，理想情况下RPC应该是幂等的。

概要

我们的RPC将会像这样工作：

• 当客户端启动时，它创建一个匿名排他回调队列。
• 对于RPC请求，客户端会发送一个消息，其中包含两个属性： replyTo，它被设置为回调队列和correlationId，它被设置为每个请求的唯一值。
• 该请求被发送到一个rpc_queue队列。
• RPC worker（又名：服务器）正在等待该队列上的请求。当一个请求出现时，它执行这个工作，并使用replyTo字段中的队列将结果发送回客户端。
• 客户端在回调队列中等待数据。出现消息时，将检查correlationId属性。如果它匹配来自请求的值，则返回对应用程序的响应。

把它放在一起

斐波那契任务：

private static int fib(int n)
{
    if (n == 0 || n == 1) return n;
    return fib(n - 1) + fib(n - 2);
}

我们宣布我们的斐波那契函数。它只假定有效的正整数输入。（不要指望这个函数可以用于大数字，也可能是最慢的递归实现）。

我们的RPC服务器RPCServer.cs的代码如下所示：

using System;
using RabbitMQ.Client;
using RabbitMQ.Client.Events;
using System.Text;

class RPCServer
{
    public static void Main()
    {
        var factory = new ConnectionFactory() { HostName = "localhost" };
        using (var connection = factory.CreateConnection())
        using (var channel = connection.CreateModel())
        {
            channel.QueueDeclare(queue: "rpc_queue", durable: false,
              exclusive: false, autoDelete: false, arguments: null);
            channel.BasicQos(0, 1, false);
            var consumer = new EventingBasicConsumer(channel);
            channel.BasicConsume(queue: "rpc_queue",
              autoAck: false, consumer: consumer);
            Console.WriteLine(" [x] Awaiting RPC requests");

            consumer.Received += (model, ea) =>
            {
                string response = null;

                var body = ea.Body;
                var props = ea.BasicProperties;
                var replyProps = channel.CreateBasicProperties();
                replyProps.CorrelationId = props.CorrelationId;

                try
                {
                    var message = Encoding.UTF8.GetString(body);
                    int n = int.Parse(message);
                    Console.WriteLine(" [.] fib({0})", message);
                    response = fib(n).ToString();
                }
                catch (Exception e)
                {
                    Console.WriteLine(" [.] " + e.Message);
                    response = "";
                }
                finally
                {
                    var responseBytes = Encoding.UTF8.GetBytes(response);
                    channel.BasicPublish(exchange: "", routingKey: props.ReplyTo,
                      basicProperties: replyProps, body: responseBytes);
                    channel.BasicAck(deliveryTag: ea.DeliveryTag,
                      multiple: false);
                }
            };

            Console.WriteLine(" Press [enter] to exit.");
            Console.ReadLine();
        }
    }

    /// 

    /// Assumes only valid positive integer input.
    /// Don‘t expect this one to work for big numbers, and it‘s
    /// probably the slowest recursive implementation possible.
    /// 

    private static int fib(int n)
    {
        if (n == 0 || n == 1)
        {
            return n;
        }

        return fib(n - 1) + fib(n - 2);
    }
}

服务器代码非常简单：

• 像往常一样，我们首先建立连接，通道和声明队列。
• 我们可能想要运行多个服务器进程。为了在多个服务器上平均分配负载，我们需要在channel.basicQos中设置 prefetchCount设置。
• 我们使用basicConsume来访问队列。然后我们注册一个交付处理程序，在这个处理程序中我们完成这项工作，然后将回复发送回去

我们的RPC客户端RPCClient.cs的代码：

using System;
using System.Collections.Concurrent;
using System.Text;
using RabbitMQ.Client;
using RabbitMQ.Client.Events;

public class RpcClient
{
    private readonly IConnection connection;
    private readonly IModel channel;
    private readonly string replyQueueName;
    private readonly EventingBasicConsumer consumer;
    private readonly BlockingCollection<string> respQueue = new BlockingCollection<string>();
    private readonly IBasicProperties props;

public RpcClient()
{
        var factory = new ConnectionFactory() { HostName = "localhost" };

        connection = factory.CreateConnection();
        channel = connection.CreateModel();
        replyQueueName = channel.QueueDeclare().QueueName;
        consumer = new EventingBasicConsumer(channel);

        props = channel.CreateBasicProperties();
        var correlationId = Guid.NewGuid().ToString();
        props.CorrelationId = correlationId;
        props.ReplyTo = replyQueueName;

        consumer.Received += (model, ea) =>
        {
            var body = ea.Body;
            var response = Encoding.UTF8.GetString(body);
            if (ea.BasicProperties.CorrelationId == correlationId)
            {
                respQueue.Add(response);
            }
        };
    }

    public string Call(string message)
    {
        var messageBytes = Encoding.UTF8.GetBytes(message);
        channel.BasicPublish(
            exchange: "",
            routingKey: "rpc_queue",
            basicProperties: props,
            body: messageBytes);

        channel.BasicConsume(
            consumer: consumer,
            queue: replyQueueName,
            autoAck: true);

        return respQueue.Take(); ;
    }

    public void Close()
    {
        connection.Close();
    }
}

public class Rpc
{
    public static void Main()
    {
        var rpcClient = new RpcClient();

        Console.WriteLine(" [x] Requesting fib(30)");
        var response = rpcClient.Call("30");

        Console.WriteLine(" [.] Got ‘{0}‘", response);
        rpcClient.Close();
    }
}

客户端代码稍微涉及一些：

• 我们建立一个连接和通道，并为回复声明一个独占的“回叫”队列。
• 我们订阅“回调”队列，以便我们可以接收RPC响应。
• 我们的调用方法会产生实际的RPC请求。
• 在这里，我们首先生成一个唯一的correlationId 数字并保存它 - while循环将使用这个值来捕获适当的响应。
• 接下来，我们发布请求消息，具有两个属性： replyTo和correlationId。
• 在这一点上，我们可以坐下来等待，直到正确的答复到达。
• while循环做的非常简单，每一个响应消息都会检查correlationId 是否是我们正在寻找的。如果是这样，它保存了响应。
• 最后，我们将回复返回给用户。

提出客户要求：

var rpcClient = new RPCClient();

Console.WriteLine(" [x] Requesting fib(30)");
var response = rpcClient.Call("30");
Console.WriteLine(" [.] Got ‘{0}‘", response);

rpcClient.Close();

现在是查看RPCClient.cs和RPCServer.cs的完整示例源代码（包括基本的异常处理）的 好时机。

照常设置（参见教程一）：

我们的RPC服务已经准备就绪。我们可以启动服务器：

cd RPCServer
dotnet run
# => [x] Awaiting RPC requests

要申请一个斐波那契数字运行客户端：

cd RPCClient
dotnet run
# => [x] Requesting fib(30)

这里介绍的设计不是RPC服务的唯一可能的实现，但它有一些重要的优点：

• 如果RPC服务器速度太慢，可以通过运行另一个来扩展。尝试在新的控制台中运行第二个RPCServer。
• 在客户端，RPC需要发送和接收一条消息。不需要像queueDeclare这样的同步调用 。因此，RPC客户端只需要一次网络往返就可以获得一个RPC请求。

我们的代码仍然非常简单，并不试图解决更复杂（但重要）的问题，如：

• 如果没有服务器运行，客户应该如何应对？
• 客户端是否应该对RPC有某种超时？
• 如果服务器发生故障并引发异常，是否应将其转发给客户端？
• 在处理之前防止无效的传入消息（例如检查边界，类型）。

远程过程调用（RPC）

（使用.NET客户端）

在第二个教程中，我们学习了如何使用工作队列在多个工作人员之间分配耗时的任务。

但是如果我们需要在远程计算机上运行一个函数并等待结果呢？那么，这是一个不同的故事。这种模式通常被称为远程过程调用或RPC。

在本教程中，我们将使用RabbitMQ构建一个RPC系统：一个客户端和一个可扩展的RPC服务器。由于我们没有任何值得分发的耗时任务，我们将创建一个返回斐波那契数字的虚拟RPC服务。

客户端界面

为了说明如何使用RPC服务，我们将创建一个简单的客户端类。它将公开一个名为call的方法 ，它发送一个RPC请求并阻塞，直到收到答案：

var rpcClient = new RPCClient（）; 

Console.WriteLine（“[x] Requesting fib（30）”）;
var response = rpcClient.Call（“30”）; 
Console.WriteLine（“[。]得到”{0}“，response）; 

rpcClient.Close（）;

有关RPC的说明

尽管RPC在计算中是相当常见的模式，但它经常受到批评。当程序员不知道函数调用是本地的还是慢的RPC时，就会出现问题。像这样的混乱会导致一个不可预知的系统，并增加调试的不必要的复杂性。而不是简化软件，滥用RPC会导致不可维护的意大利面代码。

考虑到以下建议：

• 确定哪个函数调用是本地的，哪个是远程的。
• 记录你的系统。清楚组件之间的依赖关系。
• 处理错误情况。当RPC服务器长时间关闭时，客户端应该如何反应？

有疑问时避免RPC。如果可以的话，你应该使用一个异步管道 - 而不是像RPC一样的阻塞，结果被异步地推到下一个计算阶段。

回调队列

一般来说，使用RPC over RabbitMQ很容易。客户端发送请求消息，服务器回复响应消息。为了收到回应，我们需要发送一个“回叫”队列地址与请求：

var corrId = Guid.NewGuid（）。ToString（）;
var props = channel.CreateBasicProperties（）; 
props.ReplyTo = replyQueueName; 
props.CorrelationId = corrId; var messageBytes = Encoding.UTF8.GetBytes（message）; 
channel.BasicPublish（exchange：“”，
                     routingKey：“rpc_queue”，
                     basicProperties：props，
                     body：messageBytes）; // ...然后从callback_queue读取响应消息的代码...

消息属性

AMQP 0-9-1协议预定义了一组与消息一起的14个属性。大多数属性很少使用，但以下情况除外：

• deliveryMode：将消息标记为持久（值为2）或瞬态（任何其他值）。您可能会从第二个教程中记住这个属性。
• contentType：用于描述编码的MIME类型。例如对于经常使用的JSON编码，将此属性设置为application / json是一个好习惯。
• replyTo：通常用来命名一个回调队列。
• correlationId：用于将RPC响应与请求关联起来。

相关标识

在上面介绍的方法中，我们建议为每个RPC请求创建一个回调队列。这是非常低效的，但幸运的是有一个更好的方法 - 让我们创建一个单一的客户端回调队列。

这引发了一个新的问题，在该队列中收到回复，不清楚回复属于哪个请求。那是什么时候使用correlationId属性。我们将把它设置为每个请求的唯一值。稍后，当我们在回调队列中收到一条消息时，我们将查看这个属性，并基于这个属性，我们可以将响应与请求进行匹配。如果我们看到一个未知的 correlationId值，我们可以放心地丢弃这个消息 - 这不属于我们的请求。

您可能会问，为什么我们应该忽略回调队列中的未知消息，而不是失败？这是由于在服务器端的竞争条件的可能性。虽然不太可能，但在发送给我们答案之后，但在发送请求的确认消息之前，RPC服务器可能会死亡。如果发生这种情况，重新启动的RPC服务器将再次处理该请求。这就是为什么在客户端，我们必须优雅地处理重复的响应，理想情况下RPC应该是幂等的。

概要

我们的RPC将会像这样工作：

• 当客户端启动时，它创建一个匿名排他回调队列。
• 对于RPC请求，客户端会发送一个消息，其中包含两个属性： replyTo，它被设置为回调队列和correlationId，它被设置为每个请求的唯一值。
• 该请求被发送到一个rpc_queue队列。
• RPC worker（又名：服务器）正在等待该队列上的请求。当一个请求出现时，它执行这个工作，并使用replyTo字段中的队列将结果发送回客户端。
• 客户端在回调队列中等待数据。出现消息时，将检查correlationId属性。如果它匹配来自请求的值，则返回对应用程序的响应。

把它放在一起

斐波那契任务：

private  static  int  fib（int n）
 {
     if（n == 0 || n == 1） return n;
    return fib（n  - 1）+ fib（n  - 2）; 
}

我们宣布我们的斐波那契函数。它只假定有效的正整数输入。（不要指望这个函数可以用于大数字，也可能是最慢的递归实现）。

我们的RPC服务器RPCServer.cs的代码如下所示：

使用系统;
使用 RabbitMQ.Client;
使用 RabbitMQ.Client.Events;
使用 System.Text; class RPCServer 
{ public static void Main（

 
       ）
     {
         var factory = new ConnectionFactory（）{HostName = “localhost” };
        使用（VAR连接= factory.CreateConnection（））
         使用（VAR信道= connection.CreateModel（））
        { 
            channel.QueueDeclare（队列：“rpc_queue” ，耐用：假，
              独家：假，自动删除：假，自变量：空）; 
            channel.BasicQos（0，1，假）;
            var consumer = new EventingBasicConsumer（channel）; 
            channel.BasicConsume（队列：“rpc_queue”，
              autoAck：false，consumer：consumer）; 
            Console.WriteLine（“[x]等待RPC请求”）; 

            consumer.Received + =（model，ea）=> 
            { string response = null ; var body = ea.Body;
                var props = ea.BasicProperties;
                var replyProps = channel.CreateBasicProperties（）;
                

                
                replyProps.CorrelationId = props.CorrelationId; 尝试 
                { var message = Encoding.UTF8.GetString（body）;
                    int n = int .Parse（message）; 
                    Console.WriteLine（“[。] fib（{0}）”，message）; 
                    response = fib（n）.ToString（）; 
                } 捕获（例外五）
                { 
                    Console.WriteLine（“[]” + e.Message）; 
                    response = “” ; 
                } 终于 
                { VAR

                
                    
                
                
                    responseBytes = Encoding.UTF8.GetBytes（response）; 
                    channel.BasicPublish（exchange：“”，routingKey：props.ReplyTo，
                      basicProperties：replyProps，body：responseBytes）; 
                    channel.BasicAck（deliveryTag：ea.DeliveryTag，
                      multiple：false）; 
                } 
            }; 

            Console.WriteLine（“按[enter]退出”）; 
            到Console.ReadLine（）; 
        } 
    } ///

    
    ///只承担有效的正整数输入。
    ///不要指望这个函数可以用于大数字，而且
    ///可能是最慢的递归实现。
    /// 
    private  static  int  fib（int n）
     {
         if（n == 0 || n == 1）
        { return n; 
        } return fib（n  - 1）+ fib（n  - 2）; 
    }
}
            

        

服务器代码非常简单：

• 像往常一样，我们首先建立连接，通道和声明队列。
• 我们可能想要运行多个服务器进程。为了在多个服务器上平均分配负载，我们需要在channel.basicQos中设置 prefetchCount设置。
• 我们使用basicConsume来访问队列。然后我们注册一个交付处理程序，在这个处理程序中我们完成这项工作，然后将回复发送回去

我们的RPC客户端RPCClient.cs的代码：