Django实现Celery

异步方案Celery机制

1. 场景

   1. 发送短信验证码

      我们的代码是自上而下同步执行的，发送短信是耗时的操作。如果短信被阻塞住，用户响应将会延迟，响应延迟会造成用户界面的倒计时延迟。异步发送短信，发送短信和响应分开执行，将发送短信从主业务中解耦出来。

   2. 发送邮箱链接激活邮箱

      发送邮箱验证邮件是耗时的操作，所以需要异步发送邮件，使用Celery实现异步任务。

   3. 并发下单问题

      在多个用户同时发起对同一个商品的下单请求时，先查询商品库存，再修改商品库存，会出现资源竞争问题，导致库存的最终结果出现异常，将下单的逻辑放到任务队列中（如celery），将并行转为串行，所有人排队下单。比如开启只有一个进程的Celery，一个订单一个订单的处理。

   4. 总结：只要有可能发生耗时延迟的情况都可以考虑异步方案celery。

      ​

2. 生产者消费者设计模式介绍

   • 为了将发送短信从主业务中解耦出来,我们引入生产者消费者设计模式。

   • 它是最常用的解耦方式之一，寻找**中间人(broker)**搭桥，保证两个业务没有直接关联。
     
     总结：

   • 生产者生成消息，缓存到消息队列中，消费者读取消息队列中的消息并执行。

   • 由服务器生成发送短信消息，缓存到消息队列中，消费者读取消息队列中的发送短信消息并执行。

3. Celery介绍和使用

   1. 场景

      • 消费者取到消息之后，要消费掉（执行任务），需要我们去实现。
      • 任务可能出现高并发的情况，需要补充多任务的方式执行。
      • 耗时任务很多种，每种耗时任务编写的生产者和消费者代码有重复。
      • 取到的消息什么时候执行，以什么样的方式执行。

   2. 解决办法

      • 实际开发中，我们可以借助成熟的工具Celery来完成。
      • 有了Celery，我们在使用生产者消费者模式时，只需要关注任务本身，极大的简化了程序员的开发流程。

   3. Celery介绍

      • 一个简单、灵活且可靠、处理大量消息的分布式系统，可以在一台或者多台机器上运行。
      • 单个 Celery 进程每分钟可处理数以百万计的任务。
      • 通过消息进行通信，使用消息队列（broker）在客户端和消费者之间进行协调。

   4. 在虚拟环境中安装Celery

      pip install -U Celery
      

   5. 创建Celery实例并加载配置

      步骤：

      1. 定义Celery包：

         在项目工程目录下创建python包celery_tasks

         在celery_tasks包下创建main.py入口文件

         在celery_tasks包下创建config.py配置文件

      2. 加载Celery配置

         在config.py配置文件中指定消息队列的位置

         # 指定消息队列的位置
         broker_url = "redis://127.0.0.1/10"
         

      3. 创建Celery实例：

         在main.py入口文件中创建实例

         # celery启动文件
         from celery import Celery
         
         # 创建celery实例,名称可以不传
         celery_app = Celery('名称')
         
         # 加载celery配置
         celery_app.config_from_object('celery_tasks.config')
         

   6. 定义Celery任务，例：发送短信任务

      步骤：先在Celery包创建任务包，在任务包中创建tasks.py（名字固定）文件

      1. 在tasks.py中定义任务

         from celery import Task
         from celery_tasks.sms.yuntongxun.ccp_sms import CCP
         from celery_tasks.sms import constants
         from celery_tasks.main import celery_app
         
         
         # 判断是否执行任务成功
         class MyTask(Task):
             def on_success(self, retval, task_id, args, kwargs):
                 # 注意自己定义的任务
                 print('调用异步任务完成')
                 print('retval', retval)
                 print('task_id', task_id)
                 return super(MyTask, self).on_success(retval, task_id, args, kwargs)
         
             def on_failure(self, exc, task_id, args, kwargs, einfo):
                 print('调用异步任务失败')
                 print('retval', exc)
                 print('task_id', task_id)
                 return super(MyTask, self).on_failure(exc, task_id, args, kwargs)
         
         
         # 使用装饰器装饰异步任务，保证celery识别任务
         @celery_app.task(name='send_sms_code')
         def send_sms_code(mobile, sms_code):
             """
             发送短信验证码的异步任务
             :param mobile: 手机号
             :param sms_code: 短信验证码
             :return: 成功:0,失败：-1
             """
             # 发送短信验证码
             send_ret = CCP().send_template_sms(mobile, [sms_code, constants.SMS_CODE_REDIS_EXPIRES // 60], constants.SEND_SMS_TEMPLATE_ID)
             return send_ret
         
         

      2. 注册任务

         # celery启动文件
         from celery import Celery
         
         
         # 创建celery实例
         celery_app = Celery('名称')
         
         # 加载celery配置
         celery_app.config_from_object('celery_tasks.config')
         
         # 自动注册celery任务
         celery_app.autodiscover_tasks(['celery_tasks.sms'])
         
         # 注册多个任务只要在后面添加任务即可
         # celery_app.autodiscover_tasks(['celery_tasks.sms', 'celery_tasks.email'])
         

   7. 启动Celery服务

      # 进入项目工程所在目录
      celery -A celery_tasks.main worker -l info
      
      # -A指对应的应用程序, 其参数是项目中 Celery实例的位置。
      # worker指这里要启动的worker。
      # -l指日志等级，比如info等级。
      

   8. 在要发送短信的位置调用发短信任务

      # Celery异步发送短信验证码
      ccp_send_sms_code.delay(mobile, sms_code)
      

4. celery错误重试机制

   # bind：保证task对象会作为第一个参数自动传入
   # name：异步任务别名
   # retry_backoff：异常自动重试的时间间隔 第n次(retry_backoff×2^(n-1))s
   # max_retries：异常自动重试次数的上限
   import logging
   
   from django.conf import settings
   from django.core.mail import send_mail
   from celery_tasks.main import celery_app
   
   logger = logging.getLogger('django')
   
   @celery_app.task(bind=True, name='send_verify_email', retry_backoff=3)
   def send_verify_email(self, to_email, verify_url):
       """
       发送验证邮箱邮件
       self：当前任务对象
       :param to_email: 收件人邮箱
       :param verify_url: 验证链接
       :return: None
       """
       subject = "美多商城邮箱验证"
       html_message = '
   尊敬的用户您好！
   ' \
                      '
   感谢您使用美多商城。
   ' \
                      '
   您的邮箱为：%s 。请点击此链接激活您的邮箱：
   ' \
                      '
   %s
   ' % (to_email, verify_url, verify_url)
       try:
           send_mail(subject, "", settings.EMAIL_FROM, [to_email], html_message=html_message)
       except Exception as e:
           logger.error(e)
           # 有异常自动重试三次
           raise self.retry(exc=e, max_retries=3)
   

5. celery worker的工作模式(增加celery的并发量)

   • 默认是进程池方式，进程数以当前机器的CPU核数为参考，每个CPU开四个进程。

   • 如何自己指定进程数：celery worker -A proj --concurrency=4 or celery worker -A proj --c 20

   • 如何改变进程池方式为协程方式：celery worker -A proj --concurrency=1000 -P eventlet -c 1000

     # 安装eventlet模块
     $ pip install eventlet
     
     # 启用 Eventlet 池
     $ celery -A celery_tasks.main worker -l info -P eventlet -c 1000