一、队列使用场景：为什么需要队列
在web开发中，我们经常会遇到需要处理批量任务的时候，这些批量任务可能是用户提交的，也可能是当系统被某个事件触发时需要进行批量处理的，面对这样的 任务，如果是用户提交的批量任务，初级程序员只能让用户触发提交动作后，等待服务器处理完毕，并且将结果返回到浏览器，期间用户不能关掉浏览器窗口，如果 数据比较大，或者处理速度比较慢，那用户体验将会因此受到直接影响。但是当我们使用某讯或者某浪的邮箱时，点击群发邮件之后，只需等待很短的时间，浏览器 提示提交成功，正在发送之类的信息时，用户就可以关掉浏览器，稍后，收件地址栏里的邮箱将陆续收到该群发邮件，再比如群发定时邮件，以及当商城系统中有客 户下单，客户，客服，仓库等相关人员收到订单邮件信息。诸如此类，队列的应用范围是如此之广。
二 :普通工程师的解决方案和架构师的解决方案
方案1：建表存邮件，消息等，用定时程序取出发送。
方案2：抽象到更高一层，开发一套通用异步处理队列适用于任何复杂的业务逻辑
那么，作为架构师，使用队列的做法，将抽象层和业务层分离，可具有良好的扩展性和可维护性。相比较而言就高明了许多，下面就我们介绍一下自定义队列的实现思路和方法。
三 :队列总体设计
1：需要队列程序，提供加入队列接口和取队列接口等
2：需要存储队列，文件或者数据库，高并发可用redis，memcached
3：需要定时程序取出队列并执行
4：其它扩展功能：优先级，日志，定时等
代码的目录结构如下，每个文件的作用用//注释来标明
|–addTask.php //添加任务到队列的例子
|–cronMission.php //定时任务调度程序,例如linux中受crontab直接调用的文件，业务逻辑工程师可以在这个文件中灵活定义自己的队列任务，从而不用每个队列任务 都需要上服务器修改crontab，从而在安全性，便捷性方面有很大提高
|–db.php //数据库操作
|–db.sql //建立队列需要用到的基本表结构
|–doQueue.php //执行队列任务
|–Queue.class.php //队列核心业务在这里定义，包括将任务加入队列，读队列，更改队列任务状态
|–sendMsg.php //队列要实现具体任务的业务接口，比如现有系统的发送消息的接口，这里例子中因为将此队列程序和现有系统系统集成，用写入日志来演示。
四 :队列具体实现一：建任务存储表
1：
先来个最基本的：
CREATE TABLEqueue (
id int(11) NOT NULL auto_increment primarykey,
taskphp varchar(128) NOT NULL default '',
param text not null default '''',
status tinyint not null default 0,
ctime timestamp NOT NULL default CURRENT_TIMESTAMP,
KEY (ctime)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8;
字段解释：
taskphp：处理业务的接口文件
param：处理业务的接口文件需要接收的参数
status：任务处理状态，0为未处理，处理完毕更改为1 ，2处理失败
五 、队列具体实现二：定义调用接口
<?php
/* 任务队列实现*/
include_once('db.php');
class Queue
{
/**
* 把任务扔到队列
* @param string $taskphp 执行任务的程序
* @param string $param 执行任务程序所用的参数
* 例如，群发消息加入队列：
* $arr = array(
* "uid" => 4,//发信息的人的UID
* "uids" => array(6,234,34,67,7888,2355), //接收信息的人的UID
* "content" => 'xxxxx',//信息内容
* );
* $cqueue = new Queue();
* $cqueue->add("/app/send_msg.php", serialize($arr));
*/
public function add($taskphp,$param)
{
$taskphp = mysql_real_escape_string($taskphp);
//$param = mysql_real_escape_string($param);
$param = $param;
$sql = "insert into queue (taskphp, param) values('".$taskphp."', '".$param."')";
$re = execute($sql);
if ($re)
{
$pid = mysql_insert_id();
return $pid;
}else
{
return false;
}
}
/**
* 读取任务队列
* @param string $limit 一次取多少条
*/
public function getQueueTask($limit = 1000)
{
$limit = (int)$limit;
$sql = "select id, taskphp, param from queue where status = 0 order by id asc limit ".$limit;
$re = query($sql);
return $re;
}
/**
* 更新任务状态
*/
public function updateTaskByID($id)
{
$id = (int)$id;
$mtime = time();
$sql = "update queue set status =1, mtime = ".$mtime." where id = ".$id;
$re = execute($sql);
return $re;
}
/**
* 参数数组序列化
*/
public static function a2s($arr)
{
$str = "";
foreach ($arr as $key => $value)
{
if (is_array($value))
{
foreach ($value as $value2)
{
$str .= urlencode($key) . "[]=" . urlencode($value2) . "&";
}
}
else
{
$str .= urlencode($key) . "=" . urlencode($value) . "&";
}
}
return $str;
}
/**
* 解析字符串到变量
*/
public static function s2a($str)
{
$arr = array();
parse_str($str, $arr);
return $arr;
}
}
?>
1：加入队列接口
l $param1 为执行任务的程序(可为接口方法名，或者具体的php文件)，$param2 为程序参数，可以为序列化的数据
l $cqueue->add($param1,$param2);
2: 读取队列接口
l $tasks = $cqueue->getQueueTask($limit = 1000);
执行每个队列的任务，根据返回值判断成功与否，修还状态
3：更新任务状态
l $cqueue->updateTaskStatus($id);
4：a2s是自定义的一个数组转换字符串方法，这里不要使用json_encode，容易出现问题，同样，从数据库中取出转换为数组的时候，使用s2a方法
l $re = $cqueue->add("sendMsg.php", Queue::a2s($arr));
六、队列具体实现三：写执行队列的程序
根据设计，执行队列的程序文件是 do_queue.php ， 它的主要功能是把任务从队列表里取出来，并且在后台执行。
do_queue.php部分代码：
$phpcmd = exec("which php"); //查找到php安装位置
$cqueue = new Queue();
$tasks = $cqueue->getQueueTask(200);
foreach ($tasks as $t)
{
$taskphp = $t['taskphp'];
$param = $t['param'];
$job = $phpcmd . " " . escapeshellarg($taskphp) . " " . escapeshellarg($param);
//把字符串转码为可以在 shell 命令里使用的参数 string escapeshellarg ( string `$arg` )
system($job);
}
七、具体任务的业务实现
还是拿群发消息来做例子，我们需要写好一个群发消息的程序，这个程序接收事先定义好的参数，然后根据参数调用发消息的接口把消息发送出去。
send_msg.php：
$para = $argv[1]; //第一个参数为执行的脚本 第二个参数为具体的参数
$arr = unserialize($para);
$cmessage = new Message();
foreach($arr['uids'] as $touid)
{
$cmessage->send($arr['uid'], $touid, $arr['content']);//某个用户向群体发送信息的逻辑代码
}
八、服务器部署一：配置crontab
咱们执行队列的程序都写好了， 这个程序怎么触发呢，当然就要用到linux的定时任务，每隔一定的时间，执行do_queue.php一次。但是呢，这里不是直接调用 do_queue.php，咱们再提高一层，加个调度程序cron_mission.php， 在cron_mission.php里面调用do_queue.php
配置定时任务 crontab：
l crontab –e
l * * * * * cd /ucai/schedule;php cron_mission.php >> cron_mission.log
可以先使用crontab -l查看本机已经使用的定时任务
九、服务器部署二：写定时任务调度程序
思路：将定时任务写入到任务调度程序cron_mission.php中，这样可以在cron_mission.php中灵活控制队列任务。相比较直接通过crontab控制doQueue.php而言，避免了频繁修改服务器上的crontab，从安全，便于维护等角度来说，都是上策。
cron_mission.php 示例：
//每五分钟执行里面的数据
$minute = date("i",time());
if ($minute % 5 == 0)
{
if(chdir($site_dir."app/")) { //改变当前的目录，将目录切换到相应项目下，直接操作do_queue.php
$cmd = "$phpcmd do_queue.php > do_queue.log &";
echo '[' , $ymd , ' ' , $hour , ':' , $minute , '] ' , $cmd , "n";
system($cmd);
}
}
###################################################################################
下面的多进程来处理任务的原理，其实就是开启多个进程来同时处理任务，在linux中查看进程
ps -ef | grep php 如果成功可以看到多个
/usr/local/bin/php doQueue.php 10 0
/usr/local/bin/php doQueue.php 10 1
/usr/local/bin/php doQueue.php 10 2
.......
等等的进程。同时通过取余的方法避免取队列重复的问题，按id%10 = $i ($i 从 0-9)
###################################################################################
十、开启多进程并发执行队列
思路：对任务序列进行编号，数据库中执行的时候
where条件加上id%每个队列要执行任务总数=队列编号，这样可以避免重复处理
例如：开启10个任务，修改如下
1：定时任务的修改
修改后：
if ($minute % 5 == 0)
{
for ($i=0; $i < 10; $i++) { //第一次循环取id%10 为0 的任务号去执行第一个进程
$cmd = "$phpcmd doQueue.php 10 $i >> doQueueMission".date('Y-m-d').".log ";
echo date("Y-m-d H:i:s") . "t : " .$cmd."n";
system($cmd);
}
}
//每次进行10个进程，$i来区分是当前的进程标示
2：队列执行程序的修改
修改后：
$phpcmd = 'D:workwamp/bin/php/php5.3.10php ';
$total=$argv[1];
$i=$argb[2];
$cqueue = new Queue();
$tasks = $cqueue->getQueueTask($total,$i,200); //
3：取队列接口的修改
修改后：
public function getQueueTask($total,$i,$limit = 1000)
{
$limit = (int)$limit;
$sql = "select id, taskphp, param from queue where status = 0 and id%$total=$i order by id asc limit ".$limit;";
$re = query($sql);
return $re;
}
4：需要关注服务器压力
进程数定为多少，取决于服务器压力
十一、实现任务优先级
1：任务存储表加优先级字段
在数据表里，加一个优先级字段，按字段值的数值大小来区分优先级
2：修改取队列任务接口，按优先级取
同样是在sql语句中增加order by
十二、记录队列日志
1：关键地方加echo
2：shell脚本的>>和>的各自作用 类似于 a 和 w 的区别
十三、总结：
我们这里的队列实现借助了服务器的计划任务来实现，例如linux中的crontab，这本身是linux系统中的一个程序，平时我们还可以使用他来进行 定时执行.sh脚本，例如将数据库备份打包并ftp传送到指定服务器上，这个功能不需要借助php脚本，直接用.sh脚本就可以实现。在这里我们巧妙的将 crontab和php脚本结合，并且使用crontab来不断调用一个队列调度接口cronMission.php，再通过 cronMission.php直接来控制具体什么时候或者是满足什么条件来执行什么队列任务。
这里面几个需要注意的地方
1：往数据库中存取数据时，不要直接使用json_encode或者json_decode，容易造成一些意外问题，在代码中，我们定义了a2s和s2a两个方法，分别是处理数组转为字符串，和从数据库中读取字符串后转为数组。或者利用php的序列化来处理。
2：当任务量比较大，同时服务器负载又没有充分利用的时候，可以使用多进程并发处理，在并发处理的时候需要考虑一个问题，就是如何避免重复，在这里我们使用了id来对队列任务进行标记，每次从数据库中读取一个进程需要处理的一批任务，使用数据库中id与批次标示取余等于0的方法来区分，避免不同批次的队列，重复处理相同任务。（上面步骤10中有具体实现）
网友评论