消息队列处理后台任务带来的问题
项目中经常会有后台运行任务的需求，比如发送邮件时，因为要连接邮件服务器，往往需要5-10秒甚至更长时间，如果能先给用户一个成功的提示信息，然后在后台慢慢处理发送邮件的操作，显然会有更好的用户体验。
为了实现类似的需求，Web项目中一般的实现方法是使用消息队列(Message Queue)，比如MemcacheQ，RabbitMQ等等，都是很著名的产品。
消息队列说白了就是一个最简单的先进先出队列，队列的一个成员就是一段文本。正是因为消息队列实在太简单了，当拿着消息队列时，反而有点无从下手的感觉，因为这仅仅一个发送邮件的任务，就会引申出很多问题：
- 消息队列只能存储字符串类型的数据，如何将一个发送邮件这样的“任务”，转换为消息队列中的一个“消息”?
- 消息队列只负责数据的存放与进出，本身不能执行任何程序，那么我们要如何从消息队列中一个一个取出数据，再将这些数据转化回任务并执行。
- 我们无法预知消息队列何时会有数据产生，所以我们的任务执行程序还需要具备监控消息队列的能力，也就是一个常驻后台的守护进程。
- 一般的Web应用PHP都以cgi方式运行，无法常驻内存。我们知道php还有cli模式，那么守护进程是否能以php cli来实现，效率如何？
- 当守护进程运行时，Web应用能否与后台守护进程交互，实现开启/杀死进程的功能以及获得进程的运行状态？
Resque对后台任务的设计与角色划分
对以上这些问题，目前为止我能找到的最好答案，并不是来自php，而是来自Ruby的项目Resque，正是由于Resque清晰简单的解决了后台任务带来的一系列问题，Resque的设计也被Clone到Python、php、NodeJs等语言：比如Python下的pyres以及PHP下的php-resque等等，这里有各种语言版本的Resque实现，而在本篇日志里，我们当然要以PHP版本为例来说明如何用php-resque运行一个后台任务，可能一些细节方面会与Ruby版有出入，但是本文中以php版为准。
Resque是这样解决这些问题的：
后台任务的角色划分
其实从上面的问题已经可以看出，只靠一个消息队列是无法解决所有问题的，需要新的角色介入。在Resque中，一个后台任务被抽象为由三种角色共同完成：
- Job | 任务 ： 一个Job就是一个需要在后台完成的任务，比如本文举例的发送邮件，就可以抽象为一个Job。在Resque中一个Job就是一个Class。
- Queue | 队列 ： 也就是上文的消息队列，在Resque中，队列则是由Redis实现的。Resque还提供了一个简单的队列管理器，可以实现将Job插入/取出队列等功能。
- Worker | 执行者 ： 负责从队列中取出Job并执行，可以以守护进程的方式运行在后台。
那么基于这个划分，一个后台任务在Resque下的基本流程是这样的：
- 将一个后台任务编写为一个独立的Class，这个Class就是一个Job。
- 在需要使用后台程序的地方，系统将Job Class的名称以及所需参数放入队列。
- 以命令行方式开启一个Worker，并通过参数指定Worker所需要处理的队列。
- Worker作为守护进程运行，并且定时检查队列。
- 当队列中有Job时，Worker取出Job并运行，即实例化Job Class并执行Class中的方法。
至此就可以完整的运行完一个后台任务。
在Resque中，还有一个很重要的设计：一个Worker，可以处理一个队列，也可以处理很多个队列，并且可以通过增加Worker的进程/线程数来加快队列的执行速度。
php-resque的安装
需要提前说明的是，由于涉及到进程的开辟与管理，php-resque使用了php的PCNTL函数，所以只能在Linux下运行，并且需要php编译PCNTL函数。如果希望用Windows做同样的工作，那么可以去找找Resque的其他语言版本，php在Windows下非常不适合做后台任务。
以Ubuntu12.04LTS为例，Ubuntu用apt安装的php已经默认编译了PCNTL函数，无需任何配置，以下指令均为root帐号
安装Redis
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apt-get install redis-server |
安装Composer
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apt-get install curlcd /usr/local/bincurl -s http://getcomposer.org/installer | phpchmod a+x composer.pharalias composer='/usr/local/bin/composer.phar' |
使用Composer安装php-resque
假设web目录在/opt/htdocs
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apt-get install git git-corecd /opt/htdocsgit clone git://github.com/chrisboulton/php-resque.gitcd php-resquecomposer install |
php-resque的使用
1.编写一个Worker
其实php-resque已经给出了简单的例子， demo/job.php文件就是一个最简单的Job：
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class PHP_Job{ public function perform() { sleep(120); fwrite(STDOUT, 'Hello!'); }} |
这个Job就是在120秒后向STDOUT输出字符Hello!
在Resque的设计中，一个Job必须存在一个perform方法，Worker则会自动运行这个方法。
2.将Job插入队列
php-resque也给出了最简单的插入队列实现 demo/queue.php：
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if(empty($argv[1])) { die('Specify the name of a job to add. e.g, php queue.php PHP_Job');}require __DIR__ . '/init.php';date_default_timezone_set('GMT');Resque::setBackend('127.0.0.1:6379');$args = array( 'time' => time(), 'array' => array( 'test' => 'test', ),);$jobId = Resque::enqueue('default', $argv[1], $args, true);echo "Queued job ".$jobId."\n\n"; |
在这个例子中，queue.php需要以cli方式运行，将cli接收到的第一个参数作为Job名称，插入名为'default'的队列，同时向屏幕输出刚才插入队列的Job Id。在终端输入：
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php demo/queue.php PHP_Job |
结果可以看到屏幕上输出：
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Queued job b1f01038e5e833d24b46271a0e31f6d6 |
即Job已经添加成功。注意这里的Job名称与我们编写的Job Class名称保持一致：PHP_Job
3.查看Job运行情况
php-resque同样提供了查看Job运行状态的例子，直接运行：
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php demo/check_status.php b1f01038e5e833d24b46271a0e31f6d6 |
可以看到输出为：
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Tracking status of b1f01038e5e833d24b46271a0e31f6d6. Press [break] to stop. Status of b1f01038e5e833d24b46271a0e31f6d6 is: 1 |
我们刚才创建的Job状态为1。在Resque中，一个Job有以下4种状态：
- Resque_Job_Status::STATUS_WAITING = 1; (等待)
- Resque_Job_Status::STATUS_RUNNING = 2; (正在执行)
- Resque_Job_Status::STATUS_FAILED = 3; (失败)
- Resque_Job_Status::STATUS_COMPLETE = 4; (结束)
因为没有Worker运行，所以刚才创建的Job还是等待状态。
4.运行Worker
这次我们直接编写demo/resque.php：
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<?phpdate_default_timezone_set('GMT');require 'job.php';require '../bin/resque'; |
可以看到一个Worker至少需要两部分：
可以直接包含Job类文件，也可以使用php的自动加载机制，指定好Job Class所在路径并能实现自动加载
包含Resque的默认Worker： bin/resque
在终端中运行：
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QUEUE=default php demo/resque.php |
前面的QUEUE部分是设置环境变量，我们指定当前的Worker只负责处理default队列。也可以使用
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QUEUE=* php demo/resque.php |
来处理所有队列。
运行后输出为
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#!/usr/bin/env php*** Starting worker |
用ps指令检查一下：
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ps aux | grep resque |
可以看到有一个php的守护进程已经在运行了
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1000 4607 0.0 0.1 74816 11612 pts/3 S+ 14:52 0:00 php demo/resque.php |
再使用之前的检查Job指令
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php demo/check_status.php b1f01038e5e833d24b46271a0e31f6d6 |
2分钟后可以看到
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Status of b1f01038e5e833d24b46271a0e31f6d6 is: 4 |
任务已经运行完毕，同时屏幕上应该可以看到输出的Hello!
