beanstalkd消息队列在生产环境的应用

Beanstalkd 是一个高性能的消息队列中间件，本博文宅鸟将介绍一下这个东东的使用。一、先通过概念让大家了解Beanstalkd的特性和工作场景。 Beanstalkd 是一个轻量级消息中间件，它最大特点是将自己定位为基于管道 (tube) 和任务 (job) 的工作队列 (work-queue)：Beanstalkd 支持任务优先级 (priority), 延时 (delay), 超时重发 (time-to-run) 和预留 (buried), 能够很好的支持分布式的后台任务和定时任务处理。它的内部实现采用 libevent, 服务器-客户端之间用类似 memcached 的轻量级通讯协议，具有有很高的性能。尽管是内存队列, beanstalkd 提供了 binlog 机制, 当重启 beanstalkd 时，当前任务状态能够从纪录的本地 binlog 中恢复。管道 (tube): 管道类似于消息主题 (topic), 在一个 Beanstalkd 中可以支持多个管道, 每个管道都有自己的发布者 (producer) 和消费者 (consumer). 管道之间互相不影响。 任务 (job): Beanstalkd 用任务 (job) 代替消息 (message) 的概念。与消息不同，任务有一系列状态：


READY- 需要立即处理的任务，当延时 (DELAYED) 任务到期后会自动成为当前任务；DELAYED- 延迟执行的任务, 当消费者处理任务后, 可以用将消息再次放回 DELAYED 队列延迟执行；RESERVED- 已经被消费者获取, 正在执行的任务。Beanstalkd 负责检查任务是否在 TTR(time-to-run) 内完成；BURIED- 保留的任务: 任务不会被执行，也不会消失，除非有人把它 "踢" 回队列；DELETED- 消息被彻底删除。Beanstalkd 不再维持这些消息。任务优先级 (priority): 任务 (job) 可以有 0~2^32 个优先级, 0 代表最高优先级。 beanstalkd 采用最大最小堆 (Min-max heap) 处理任务优先级排序, 任何时刻调用 reserve 命令的消费者总是能拿到当前优先级最高的任务, 时间复杂度为 O(logn). 延时任务 (delay): 有两种方式可以延时执行任务 (job): 生产者发布任务时指定延时；或者当任务处理完毕后, 消费者再次将任务放入队列延时执行 (RELEASE with <delay>)。这种机制可以实现分布式的 java.util.Timer，这种分布式定时任务的优势是：如果某个消费者节点故障，任务超时重发 (time-to-run) 能够保证任务转移到另外的节点执行。任务超时重发 (time-to-run): Beanstalkd 把任务返回给消费者以后：消费者必须在预设的 TTR (time-to-run) 时间内发送 delete / release/ bury 改变任务状态；否则 Beanstalkd 会认为消息处理失败，然后把任务交给另外的消费者节点执行。如果消费者预计在 TTR (time-to-run) 时间内无法完成任务, 也可以发送 touch 命令, 它的作用是让 Beanstalkd 从系统时间重新计算 TTR (time-to-run).任务预留 (buried): 如果任务因为某些原因无法执行, 消费者可以把任务置为 buried 状态让 Beanstalkd 保留这些任务。管理员可以通过 peek buried 命令查询被保留的任务，并且进行人工干预。简单的, kick <n> 能够一次性把 n 条被保留的任务踢回队列。Beanstalkd 协议: Beanstalkd 采用类 memcached 协议, 客户端通过文本命令与服务器交互。这些命令可以简单的分成三组: 生产类 - use <tube> / put <priority> <delay> <ttr> [bytes]: 生产者用 use 选择一个管道 (tube), 然后用 put 命令向管道发布任务 (job). 消费类 - watch <tubes> / reserve / delete <id> / release <id> <priority> <delay> / bury <id> / touch <id> 消费者用 watch 选择多个管道 (tube), 然后用 reserve 命令获取待执行的任务，这个命令是阻塞的。客户端直到有任务可执行才返回。当任务处理完毕后, 消费者可以彻底删除任务 (DELETE), 释放任务让别人处理 (RELEASE), 或者保留 (BURY) 任务。 维护类 - peek job / peek delayed / peek ready / peek buried / kick <n>用于维护管道内的任务状态, 在不改变任务状态的条件下获取任务。可以用消费类命令改变这些任务的状态。被保留 (buried) 的任务可以用 kick 命令 "踢" 回队列。 协议文档: https://raw.github.com/kr/beanstalkd/master/doc/protocol.txt Beanstalkd 不足:Beanstalkd 没有提供主备同步 + 故障切换机制, 在应用中有成为单点的风险。实际应用中，可以用数据库为任务 (job) 提供持久化存储。


另外, 和 memcached 类似, Beanstalkd 依赖 libevent 的单线程事件分发机制, 不能有效利用多核 cpu 的性能。这一点可以通过单机部署多个实例克服。
二、部署安装:Beanstalkd 的安装非常简单:在Ubuntu和debian下使用下面命令:

sudo apt-get install beanstalkd

安装后编辑配置文件:

vim /etc/default/beanstalkd

把START=NO改为:START=yes即可
更多关于安装可以参考官网

通过命令可以启动、停止Beanstalk

/etc/init.d/beanstalkd start
lsof -i:11300
/etc/init.d/beanstalkd stop

启动后，就可以通过客户端进行调用了：
Beanstalk支持多种客户端语言:
php,java,perl,c,c++,lua,python,go,ruby等等(了解更多可以来官网)。
我们将通过php给大家介绍在生产环境下面的使用。
就拿录视频制程序使用到的Beanstalk来给大家介绍:
先介绍一下程序结构:
视频录制程序分为两个方面，一个是产生录制任务的脚本(生产者)，还有一个处理录制任务脚本(消费者)。
首先把php的客户端下载后，加入到项目中。下面把代码贴出来：

生产者:

#!/usr/bin/php
<?php
require_once 'Configuration.php';
require_once 'Record.class.php';
require_once 'BeanStalk.class.php';
$now=time();
$model = new RecordModel ();
$records=$model->checkStartRecord($now);
//print_r($records);
//exit();
$beanstalk = BeanStalk::open ( array (
'servers' => array (
Configuration::$record_config['beanStak']
),
'select' => 'random peek'
) );
$beanstalk->use_tube ( 'records' );
foreach ( $records as $record ) {
$beanstalk->put ( 0, 0, 10, json_encode ( $record ) );
}
?>

消费者:

<?php
require_once('config.php');
require_once('func.php');
require_once('BeanStalk.class.php');
$beanstalk = BeanStalk::open(array(
'servers'       => array( $config['beanStak'] ),
'select'        => 'random peek'
));
$beanstalk->watch('records');
while(true){
//$beanstalk->watch('records');
$job = $beanstalk->reserve_with_timeout();
if(is_object($job)){
$data=$job->get();
$json=json_decode($data,true);
print_r($json);
if(!empty($json["live_name"])&&!empty($json["start_time"])&&!empty($json["end_time"])&&!empty($json["vod_id"])){
//print_r($json);
if(!empty($json["afterplay"])&&$json["afterplay"]==1)
$cmd="{$config['afterplaycmd']} {$json["live_name"]} {$json["vod_id"]} {$json['start_time']} {$json['end_time']}";
else
$cmd="{$config['recordcmd']} {$json["live_name"]} {$json["vod_id"]} {$json['start_time']} {$json['end_time']}";

echo $cmd;
$chkcmd="ps -ef |grep '".$cmd."'  |grep -v 'grep'|wc -l";
//$chkcmd="ps -ef |wc -l";
//echo $chkcmd;
$count=system($chkcmd);
//echo $count;
if($count==0)
{
//system($cmd);
exec($cmd,$res,$rc);
//print_r($res);
//print_r($rc);
}
Beanstalk::delete($job);   // Delete the job.
$info=array();
$info["vod_id"]=$json['vod_id'];
$info["record_msg"]="startjob";
$data=array();
$data["type"]="reciveRecords";
$data["message"]=$info;
$url=$config['recordStatus'];
$httpcode = 200;
$result = test_api($httpcode,$url,"post",json_encode($data));
print_r($data);
}
//$beanstalk->watch('records');
}
sleep(1);
}
?>

下面我们介绍一个可以管理Beanstalk的php工具，地址如下
https://github.com/jimbojsb/bstools
把该工具安装后，就可以查看Beanstalk的各种情况了









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