Python38 RabbitMQ 消息队列

title: Python38 RabbitMQ
tags: Python学习
grammar_cjkRuby: true

RabbitMQ 消息队列介绍

RabbitMQ是一种消息队列，与线程queue和进程QUEUE作用是一样的。
RabbitMQ是一个中间程序，可以实现不同进程之间的通信（比如python和Java之间，QQ和Word之间等）；
普通情况下A进程与B进程之间通信，两者之间需要建立很多连接和单独写一些代码，但是使用RabbitMQ的话就可以实现帮助不同进程之间的数据通信。
A进程交给RabbitMQ，RabbitMQ在交给B，同样B交给RabbitMQ，RabbitMQ在交给A，RabbitMQ可以实现A与B进程之间的连接和信息转换。
使用RabbitMQ可以实现很多个独立进程之间的交互，所有其他独立进程都可以用RabbitMQ作为中间程序。

py 消息队列:
线程 queue（同一进程下线程之间进行交互）
进程 Queue（父子进程进行交互 或者 同属于同一进程下的多个子进程进行交互）

如果是两个完全独立的python程序，也是不能用上面两个queue进行交互的，或者和其他语言交互有哪些实现方式呢。
【Disk、Socket、其他中间件】这里中间件不仅可以支持两个程序之间交互，可以支持多个程序，可以维护好多个程序的队列。
虽然可以通过硬盘的方式实现多个独立进程交互，但是硬盘速度比较慢，而RabbitMQ则能够很好的、快速的帮助两个独立进程实现交互。

像这种公共的中间件有好多成熟的产品：
RabbitMQ
ZeroMQ
ActiveMQ
……

RabbitMQ：erlang语言 开发的。
Python中连接RabbitMQ的模块：pika 、Celery(分布式任务队列) 、haigha
可以维护很多的队列
其中pika是RabbitMQ常用的模块

RabbitMQ 教程官网：http://www.rabbitmq.com/getstarted.html

几个概念说明：

Broker：简单来说就是消息队列服务器实体。
Exchange：消息交换机，它指定消息按什么规则，路由到哪个队列。
Queue：消息队列载体，每个消息都会被投入到一个或多个队列。
Binding：绑定，它的作用就是把exchange和queue按照路由规则绑定起来。
Routing Key：路由关键字，exchange根据这个关键字进行消息投递。
vhost：虚拟主机，一个broker里可以开设多个vhost，用作不同用户的权限分离。
producer：消息生产者，就是投递消息的程序。
consumer：消息消费者，就是接受消息的程序。
channel：消息通道，在客户端的每个连接里，可建立多个channel，每个channel代表一个会话任务

RabbitMQ不像之前学的python Queue都在一个队列里实现交互，RabbitMQ有多个队列（图中红色部分代表队列），每个队列都可以将消息发给多个接收端（C是接收端，P是生产消息端）

RabbitMQ基本示例.

1、Rabbitmq 安装

Windos系统

pip install pika

ubuntu系统

install  rabbitmq-server  # 直接搞定

以下centos系统
1）Install Erlang

# For EL5:
rpm -Uvh http://download.fedoraproject.org/pub/epel/5/i386/epel-release-5-4.noarch.rpm
# For EL6:
rpm -Uvh http://download.fedoraproject.org/pub/epel/6/i386/epel-release-6-8.noarch.rpm
# For EL7:
rpm -Uvh http://download.fedoraproject.org/pub/epel/7/x86_64/e/epel-release-7-8.noarch.rpm

yum install erlang

2）Install RabbitMQ Server

rpm --import https://www.rabbitmq.com/rabbitmq-release-signing-key.asc
yum install rabbitmq-server-3.6.5-1.noarch.rpm

3）use RabbitMQ Server

chkconfig rabbitmq-server on
service rabbitmq-server stop/start
或者
rabbitmq-server start

rabbitmq已经开启，等待传输

2、基本示例

发送端 producer

import pika

# 建立一个实例；相当于建立一个socket。
#通过ctrl+ConnectionParameters可以看到能传很多参数，如果远程还可以传用户名密码。
connection = pika.BlockingConnection(
    pika.ConnectionParameters('localhost',5672)  # 默认端口5672，可不写
    )
# 声明一个管道，在管道里发消息
channel = connection.channel()
# 在管道里声明一个叫hello的queue
channel.queue_declare(queue='hello')
# RabbitMQ a message can never be sent directly to the queue, it always needs to go through an exchange.
channel.basic_publish(exchange='',
                      routing_key='hello',  # queue名字，将消息发给hello这个queue
                      body='Hello World!')  # 消息内容
print(" [x] Sent 'Hello World!'")
connection.close()  # 发完消息后关闭队列 

执行结果：

[x] Sent 'Hello World!'

注意一定要开启rabbitmq，否则会报错

接收端 consumer

import pika
import time

# 建立实例
connection = pika.BlockingConnection(pika.ConnectionParameters(
               'localhost'))
# 声明管道
channel = connection.channel()

# 为什么又声明了一个‘hello’队列？
# 如果这个queue确定已经声明了，可以不声明。但是你不知道是生产者还是消费者先运行，所以要声明两次。如果消费者没声明，且消费者先运行的话，就会报错。
# 生产者先声明queue，消费者不声明，但是消费者后运行就不会报错。
channel.queue_declare(queue='hello')

def callback(ch, method, properties, body):  # 四个参数为标准格式
    print(ch, method, properties)  # 打印看一下是什么
    # ch是管道内存对象地址；method是内容相关信息  properties后面讲  body消息内容
    print(" [x] Received %r" % body)
    #time.sleep(15)
    #ch.basic_ack(delivery_tag = method.delivery_tag)  

channel.basic_consume(  # 消费消息
        'hello',  # 你要从哪个队列里收消息 
        callback,  # 如果收到消息，就调用callback函数来处理消息  # 注意调用的函数(callback)以前在basic_consume模块是放在形参第一个位置的，后面修改到第二个位置了，如果放错位置会报错
        # auto_ack=True  # 写的话，如果接收消息，机器宕机消息就丢了
        # 一般不写。宕机则生产者检测到发给其他消费者
        )

print(' [*] Waiting for messages. To exit press CTRL+C')
channel.start_consuming()  # 开始消费消息（开始接收消息，一直收，如果没消息就卡主在这里了）

执行结果：
 [*] Waiting for messages. To exit press CTRL+C
<BlockingChannel impl=<Channel number=1 OPEN conn=<SelectConnection OPEN transport=<pika.adapters.utils.io_services_utils._AsyncPlaintextTransport object at 0x7f715d76f128> params=<ConnectionParameters host=localhost port=5672 virtual_host=/ ssl=False>>>> <Basic.Deliver(['consumer_tag=ctag1.b728277178e746118699d5b4302a0314', 'delivery_tag=1', 'exchange=', 'redelivered=False', 'routing_key=hello'])> <BasicProperties>
 [x] Received b'Hello World!'

收到了bytes格式的 Hello World!

消费者（接收端）这边看到已经卡主了

如果此时单独在运行一下生产者（发送端），直接可以从消费者看到新收到的消息

rabbitmq 消息分发轮询

重新开启rabbitmq

运行三个接收者（消费者）

运行发送者，可以看到被第一个接收者给收到信息了

第二次运行发送者，第二个接收者收到信息了

第三次运行发送者，第三个接收者收到信息了

上面几次运行说明了，依次的将信息发送每一个接收者

接收端 consumer

import pika
import time

# 建立实例
connection = pika.BlockingConnection(pika.ConnectionParameters(
               'localhost'))
# 声明管道
channel = connection.channel()

channel.queue_declare(queue='hello')

def callback(ch, method, properties, body):  
    print(ch, method, properties) 

    print(" [x] Received %r" % body)
    # 正常回调函数（callback）执行完成就表示信息接收完成，如果在还没执行完成时就出现异常就表示信息没有正常接收，比如断网、断电等，会导致信息不能正常接收。
    # 下面sleep 60秒，在60秒之前就将该模块终止执行来模拟异常情况。
    time.sleep(60)  
    #ch.basic_ack(delivery_tag = method.delivery_tag)  

channel.basic_consume(  
        'hello',  
        callback, 
        # auto_ack=True 表示不管消息是否接收（处理）完成，都不会回复确认消息
        # 如果producer不关心 comsumer是否处理完，可以使用该参数
        # 但是一般都不会使用它

        )

print(' [*] Waiting for messages. To exit press CTRL+C')
channel.start_consuming()  # 

在centos中重新执行rabbitmq-server start来清空队列里的消息
然后在pycharm开启三个comsumer，在去运行等待接收消息
再去执行producer来发送消息，执行producer后，立即关闭第一个comsumer，这样消息就会因为第一个comsumer没接收成功跑到第二个comsumer去，以此类推。

关闭第二个comsumer，第三个comsumer收到信息

这张图是将三个comsumer同时都关闭了，这样三个comsumer都收不到消息，说明producer的消息没有被接收，此时再去开启第一个comsumer，这时第一个comsumer会将消息给接收过来。

我们将sleep注释掉，也是这种现象，这是因为comsumer并没有发送确认消息给producer

import pika
import time

# 建立实例
connection = pika.BlockingConnection(pika.ConnectionParameters(
               'localhost'))
# 声明管道
channel = connection.channel()

channel.queue_declare(queue='hello')

def callback(ch, method, properties, body):  
    print(ch, method, properties) 

    print(" [x] Received %r" % body)
    time.sleep(30)  
    ch.basic_ack(delivery_tag = method.delivery_tag)   # 告诉生成者，消息处理完成

channel.basic_consume(  
        'hello',  
        callback, 
        # auto_ack=True  

        )

print(' [*] Waiting for messages. To exit press CTRL+C')
channel.start_consuming()  # 

此时的代码：当其中一个comsumer执行完成，并发送确认消息后再去中断，下一个comsumer就不会收到消息；反之，如果还没发送确认消息就中断了，那么消息就会被下一个comsumer接收到。

rabbitmq 消息持久化

如果producer端宕机，那么队列的数据也会消失；这样就需要让队列消息持久化

# durable=True 该代码只是将生成的队列持久化（不是消息），如果producer宕机，队列会存在，单消息会丢
# 要注意需要在producer端和 comsumer端都要 写durable=True
channel.queue_declare(queue='hello'，durable=True) 

在centos重新开启 rabbitmq-server start

在producer端

将producer代码执行三次，将三个消息放入队列

import pika

connection = pika.BlockingConnection(
    pika.ConnectionParameters('localhost',5672)  
    )
channel = connection.channel()
channel.queue_declare(queue='hello',durable=True)

channel.basic_publish(exchange='',
                      routing_key='hello',  
                      body='Hello World!',
                      # 下面的代码是让消息持久化
                      properties = pika.BasicProperties(delivery_mode=2)
                      )  
print(" [x] Sent 'Hello World!'")
connection.close()  

将producer代码执行三次，将三个消息放入队列

import pika
import time

connection = pika.BlockingConnection(pika.ConnectionParameters(
               'localhost'))
channel = connection.channel()
channel.queue_declare(queue='hello',durable=True)
def callback(ch, method, properties, body): 
    print(ch, method, properties) 

    print(" [x] Received %r" % body)
    # time.sleep(30) #注释掉
    ch.basic_ack(delivery_tag = method.delivery_tag)  

channel.basic_consume( 
        'hello', 
        callback
        )

print(' [*] Waiting for messages. To exit press CTRL+C')
channel.start_consuming()  # 

可以看到因为producer执行了三次，所以运行comsumer端收到了三条消息

• 协商处理

producer端没有改变

import pika

connection = pika.BlockingConnection(
    pika.ConnectionParameters('localhost',5672)  
    )
channel = connection.channel()
channel.queue_declare(queue='hello',durable=True)

channel.basic_publish(exchange='',
                      routing_key='hello',  
                      body='Hello World!',
                      properties = pika.BasicProperties(delivery_mode=2)
                      )  
print(" [x] Sent 'Hello World!'")
connection.close()  

comsumer 1（消费者：1）

import pika 
import time 

connection = pika.BlockingConnection(pika.ConnectionParameters( 
               'localhost')) 
channel = connection.channel() 
channel.queue_declare(queue='hello',durable=True) 
def callback(ch, method, properties, body):  
    print(ch, method, properties)  

    print(" [x] Received %r" % body) 
    # time.sleep(30) #注释掉 
    ch.basic_ack(delivery_tag = method.delivery_tag)   

# channel.basic_qos可以使其消费者最多同时多少个消息；如果其中一个消费者处理慢（如：CPU处理性能低下），达到了最多处理的限制的话 生产者就不会再发送给该消费者。

channel.basic_qos(prefetch_count=1)  #这里限制最多同时只处理1个消息

channel.basic_consume(  
        'hello',  
        callback 
        ) 

print(' [*] Waiting for messages. To exit press CTRL+C') 
channel.start_consuming()  #  

此时有两个comsumer模块，comsumer2比comsumer1多用了sleep 30秒来模拟性能处理慢的情况

comsumer 2（消费者：2）
复制一个comsumer模块为comsumer2

import pika 
import time 

connection = pika.BlockingConnection(pika.ConnectionParameters( 
               'localhost')) 
channel = connection.channel() 
channel.queue_declare(queue='hello',durable=True) 
def callback(ch, method, properties, body):  
    print(ch, method, properties)  

    print(" [x] Received %r" % body) 
    time.sleep(30) #comsumer2这里sleep30秒
    ch.basic_ack(delivery_tag = method.delivery_tag)   

channel.basic_qos(prefetch_count=1)  

channel.basic_consume(  
        'hello',  
        callback 
        ) 

print(' [*] Waiting for messages. To exit press CTRL+C') 
channel.start_consuming()  #  

我们运行两个comsumer后，一直去运行producer。 可以看到comsumer 1接收到了3条信息，而comsumer 2只接收到了1条信息，这是因为comsumer 2 sleep了30秒来模拟信息处理慢的情况；
comsumer 1 和 comsumer 2都指定了同时只能处理1条信息，producer会与comsumer 2协商，因为comsumer2一直没有处理完限制的1条信息，所以信息都被comsumer 1处理了。

Rabbitmq fanout广播模式

新建fanout_publiser模块，用于发送广播的producer

import pika
import sys

connection = pika.BlockingConnection(pika.ConnectionParameters(
    'localhost'))
channel = connection.channel()

# 定义一个转发器叫logs，属于一个中间人的角色，用于将producer的消息转发给消费者（comsumer）
# 定义广播类型使用fanout
channel.exchange_declare(exchange='logs', exchange_type='fanout')

# message = ''.join(sys.argv[1:]) or "info: Hello World!"
message = "info: Hello World!"

channel.basic_publish(exchange='logs',
                      routing_key='',
                      body=message)   # routing_key为空即可，因为是广播没有定义队列，所以也不需要指定队列，但这里必须要定义为空

print(" [x] Send %r " % message)

connection.close()

新建fanout_consumer模块，用于接收广播的消费者

import pika

connection = pika.BlockingConnection(pika.ConnectionParameters('localhost') )

channel = connection.channel()

channel.exchange_declare(exchange='logs', exchange_type='fanout')

# 不指定queue名字，rabbit会随机分配一个名字，exclusive=True会在使用此queue的消费断开后，自动将queue删除
# 就是这里会随机生成一个随机的唯一queue，用完之后会将生成的queue删除
# 这里要写queue=''，如果不指定队列名字，但也要写一个空的字符串，不然会报错缺少参数
result = channel.queue_declare(queue='',exclusive=True)

queue_name = result.method.queue  # 拿到随机生成的queue名字

# producer绑定了logs转发器
# 消费者将随机生成的队列也绑定了logs转发器
# 这样producer将消息交给logs转发器，logs转发器将消息交给对应绑定的随机队列，消费者从队列里在拿消息
channel.queue_bind(exchange='logs',queue=queue_name)

print('[*] Waiting for logs. To exit press CTRL+C')

def callback(ch, method, properties, body):
    print("[x] %r" % body)

channel.basic_consume(

    queue=queue_name, on_message_callback=callback

    # auto_ack=True  # 写的话，如果接收消息，机器宕机消息就丢了
                        )

channel.start_consuming()

因为是广播，所以两个consumer都收到了发送者发送的消息。
不过有一点要注意！！！！！！！！！
要先运行consumer（接收者），在运行发送者。就好比收音机一样，只有你先打开收音机，发送者才能将信息发给你。 如果发送者先发送，你却没有接收，之前发送的信息，你就不会再接收到了。

Rabbitmq direct广播模式

direct 可以区分广播，将指定的消息发送给指定的接收者；
图中显示了将error级别消息发送给C1，将info、error、warning级别消息发送给C2。

producer

import pika
import sys

connection = pika.BlockingConnection(pika.ConnectionParameters(
    'localhost'))
channel = connection.channel()

channel.exchange_declare(exchange='direct_logs', exchange_type='direct')

# 定义消息级别
severity = sys.argv[1] if len(sys.argv) > 1 else 'info'

message = ''.join(sys.argv[2:])  or "direct info: Hello World!"
# message = "direct info: Hello World!"

channel.basic_publish(exchange='direct_logs',
                      routing_key=severity,
                      body=message)   # routing_key为空即可，因为是广播没有定义队列，所以也不需要指定队列，但这里必须要定义为空

print(" [x] Send %r " % message)

connection.close()

consumer

import pika
import sys

connection = pika.BlockingConnection(pika.ConnectionParameters('localhost') )

channel = connection.channel()

channel.exchange_declare(exchange='direct_logs', exchange_type='direct')

result = channel.queue_declare(queue='',exclusive=True)

queue_name = result.method.queue

# 获取参数列表
log_levels = sys.argv[1:]

if not log_levels: # 如果没有参数，就报错，提示要指定消息级别
    sys.stderr.write("Usage: %s [info] [warning] [error] \n" % sys.argv[0])
    sys.exit(1) # 没有参数就退出程序

# print(log_levels)

for severity in log_levels:  # 循环参数列表并绑定
    channel.queue_bind(
        exchange='direct_logs',
        queue=queue_name,
        routing_key=severity
    ) #所有发送到severity的参数，都接收

print('[*] Waiting for logs. To exit press CTRL+C')

def callback(ch, method, properties, body):
    print('[x] %r:%r' % (method.routing_key, body))

channel.basic_consume(
    queue=queue_name,
    on_message_callback=callback,
    auto_ack=True
)

channel.start_consuming()

下面在centos中运行代码

运行C1，只接收error的消息

运行C2，接收 info、warning、error的消息

producer运行，指定发送消息给error，可以看到两个consumer都接收到了error的消息

只有C2接收到了warning的消息

RabbitMQ topic细致的消息过滤广播模式

producer

import pika
import sys

connection = pika.BlockingConnection(pika.ConnectionParameters(
    'localhost'))
channel = connection.channel()

channel.exchange_declare(exchange='topic_logs', exchange_type='topic')

# 定义消息级别
routing_key = sys.argv[1] if len(sys.argv) > 1 else 'anonymous.info'  # 发送*.info的信息

message = ''.join(sys.argv[2:])  or "topic info: Hello World!"
# message = "direct info: Hello World!"

channel.basic_publish(exchange='topic_logs',
                      routing_key=routing_key,
                      body=message)   

print(" [x] Send %r:%r " % (routing_key,message))

connection.close()

consumer

import pika
import sys

connection = pika.BlockingConnection(pika.ConnectionParameters('localhost') )

channel = connection.channel()

channel.exchange_declare(exchange='topic_logs', exchange_type='topic')

result = channel.queue_declare(queue='',exclusive=True)

queue_name = result.method.queue

binding_keys = sys.argv[1:]

if not binding_keys:
    sys.stderr.write('Usage: %s [binding_key]...\n' % sys.argv[0])
    sys.exit(1)

for binding_key in binding_keys:
    channel.queue_bind(
        exchange='topic_logs',
        queue=queue_name,
        routing_key=binding_key
    )

print('[*] Waiting for logs. To exit press CTRL+c')

def callback(ch, method, properties, body):
    print('[x %r:%r' % (method.routing_key, body))

channel.basic_consume(
    queue=queue_name,
    on_message_callback=callback,
    auto_ack=True
)

channel.start_consuming()

图中显示过滤中间有".orange."的数据，过滤以rabbit为结尾的数据，过滤以lazy开头的数据。

运行了两个consumer。C1接收.info为结尾的数据，C2接收.error为结尾和mysql为开头的数据。

在运行publisher（已经定义了发送anonymous.info，相当于以.info为结尾的信息）

C1接收到了信息

执行publisher代码时 后面加上 test.error，然后此时在去看C2

C2 看到test.error相关信息

执行publisher代码 加上 mysql.info，这样C1和C2都可以收到消息了

运行C3，代码后面加一个 '#' 符号，表示C3可以接收所有信息（注意#号要被引号括起来）

在publisher随意发送信息，C3都能收到