任务异步化

打开浏览器，输入地址，按下回车，打开了页面。于是一个HTTP请求（request）就由客户端发送到服务器，服务器处理请求，返回响应（response）内容。

我们每天都在浏览网页，发送大大小小的请求给服务器。有时候，服务器接到了请求，会发现他也需要给另外的服务器发送请求，或者服务器也需要做另外一些事情，于是最初们发送的请求就被阻塞了，也就是要等待服务器完成其他的事情。

更多的时候，服务器做的额外事情，并不需要客户端等待，这时候就可以把这些额外的事情异步去做。从事异步任务的工具有很多。主要原理还是处理通知消息，针对通知消息通常采取是队列结构。生产和消费消息进行通信和业务实现。

生产消费与队列

上述异步任务的实现，可以抽象为生产者消费模型。如同一个餐馆，厨师在做饭，吃货在吃饭。如果厨师做了很多，暂时卖不完，厨师就会休息；如果客户很多，厨师马不停蹄的忙碌，客户则需要慢慢等待。实现生产者和消费者的方式用很多，下面使用Python标准库Queue写个小例子：

import random import time from Queue import Queue from threading import Thread queue = Queue(10) class Producer(Thread): def run(self): while True: elem = random.randrange(9) queue.put(elem) print "厨师 {} 做了 {} 饭 --- 还剩 {} 饭没卖完".format(self.name, elem, queue.qsize()) time.sleep(random.random()) class Consumer(Thread): def run(self): while True: elem = queue.get() print "吃货{} 吃了 {} 饭 --- 还有 {} 饭可以吃".format(self.name, elem, queue.qsize()) time.sleep(random.random()) def main(): for i in range(3): p = Producer() p.start() for i in range(2): c = Consumer() c.start() if __name__ == '__main__': main()

大概输出如下：

厨师 Thread-1 做了 1 饭 --- 还剩 1 饭没卖完 厨师 Thread-2 做了 8 饭 --- 还剩 2 饭没卖完 厨师 Thread-3 做了 3 饭 --- 还剩 3 饭没卖完 吃货Thread-4 吃了 1 饭 --- 还有 2 饭可以吃 吃货Thread-5 吃了 8 饭 --- 还有 1 饭可以吃 吃货Thread-4 吃了 3 饭 --- 还有 0 饭可以吃 厨师 Thread-1 做了 0 饭 --- 还剩 1 饭没卖完 厨师 Thread-2 做了 0 饭 --- 还剩 2 饭没卖完 厨师 Thread-1 做了 1 饭 --- 还剩 3 饭没卖完 厨师 Thread-1 做了 1 饭 --- 还剩 4 饭没卖完 吃货Thread-4 吃了 0 饭 --- 还有 3 饭可以吃 厨师 Thread-3 做了 3 饭 --- 还剩 4 饭没卖完 吃货Thread-5 吃了 0 饭 --- 还有 3 饭可以吃 吃货Thread-5 吃了 1 饭 --- 还有 2 饭可以吃 厨师 Thread-2 做了 8 饭 --- 还剩 3 饭没卖完 厨师 Thread-2 做了 8 饭 --- 还剩 4 饭没卖完

Redis 队列

Python内置了一个好用的队列结构。我们也可以是用redis实现类似的操作。并做一个简单的异步任务。

Redis提供了两种方式来作消息队列。一个是使用生产者消费模式模式，另外一个方法就是发布订阅者模式。前者会让一个或者多个客户端监听消息队列，一旦消息到达，消费者马上消费，谁先抢到算谁的，如果队列里没有消息，则消费者继续监听。后者也是一个或多个客户端订阅消息频道，只要发布者发布消息，所有订阅者都能收到消息，订阅者都是ping的。

生产消费模式

主要使用了redis提供的blpop获取队列数据，如果队列没有数据则阻塞等待，也就是监听。

import redis class Task(object): def __init__(self): self.rcon = redis.StrictRedis(host='localhost', db=5) self.queue = 'task:prodcons:queue' def listen_task(self): while True: task = self.rcon.blpop(self.queue, 0)[1] print "Task get", task if __name__ == '__main__': print 'listen task queue' Task().listen_task()

发布订阅模式

使用redis的pubsub功能，订阅者订阅频道，发布者发布消息到频道了，频道就是一个消息队列。

import redis class Task(object): def __init__(self): self.rcon = redis.StrictRedis(host='localhost', db=5) self.ps = self.rcon.pubsub() self.ps.subscribe('task:pubsub:channel') def listen_task(self): for i in self.ps.listen(): if i['type'] == 'message': print "Task get", i['data'] if __name__ == '__main__': print 'listen task channel' Task().listen_task()

Flask 入口

我们分别实现了两种异步任务的后端服务，直接启动他们，就能监听redis队列或频道的消息了。简单的测试如下：

import redis import random import logging from flask import Flask, redirect app = Flask(__name__) rcon = redis.StrictRedis(host='localhost', db=5) prodcons_queue = 'task:prodcons:queue' pubsub_channel = 'task:pubsub:channel' @app.route('/') def index(): html = """ <br> <center><h3>Redis Message Queue</h3> <br> <a href="/prodcons">生产消费者模式</a> <br> <br> <a href="/pubsub">发布订阅者模式</a> </center> """ return html @app.route('/prodcons') def prodcons(): elem = random.randrange(10) rcon.lpush(prodcons_queue, elem) logging.info("lpush {} -- {}".format(prodcons_queue, elem)) return redirect('/') @app.route('/pubsub') def pubsub(): ps = rcon.pubsub() ps.subscribe(pubsub_channel) elem = random.randrange(10) rcon.publish(pubsub_channel, elem) return redirect('/') if __name__ == '__main__': app.run(debug=True)

启动脚本，使用

siege -c10 -r 5 http://127.0.0.1:5000/prodcons siege -c10 -r 5 http://127.0.0.1:5000/pubsub

可以分别在监听的脚本输入中看到异步消息。在异步的任务中，可以执行一些耗时间的操作，当然目前这些做法并不知道异步的执行结果，如果需要知道异步的执行结果，可以考虑设计协程任务或者使用一些工具如RQ或者celery等。