Celery,Tornado,Supervisor构建和谐的分布式系统

python基础

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2019-2-3

Celery 分布式的任务队列

与rabbitmq消息队列的区别与联系:

  • rabbitmq 调度的是消息,而Celery调度的是任务.
  • Celery调度任务时,需要传递参数信息,传输载体可以选择rabbitmq.
  • 利用rabbitmq的持久化和ack特性,Celery可以保证任务的可靠性.

优点:

  • 轻松构建分布式的Service Provider,提供服务。
  • 高可扩展性,增加worker也就是增加了队列的consumer。
  • 可靠性,利用消息队列的durable和ack,可以尽可能降低消息丢失的概率,当worker崩溃后,未处理的消息会重新进入消费队列。
  • 用户友好,利用flower提供的管理工具可以轻松的管理worker。

    flower

  • 使用tornado-celery,结合tornado异步非阻塞结构,可以提高吞吐量,轻松创建分布式服务框架。
  • 学习成本低,可快速入门

快速入门
定义一个celery实例main.py:

from celery import Celery
app = Celery('route_check', include=['check_worker_path'], 
        broker='amqp://user:password@rabbitmq_host:port//')
app.config_from_object('celeryconfig')

include指的是需要celery扫描是否有任务定义的模块路径。例如add_task 就是扫描add_task.py中的任务

celery的配置文件可以从文件、模块中读取,这里是从模块中读取,celeryconfig.py为:

from multiprocessing import cpu_count

from celery import platforms
from kombu import Exchange, Queue

CELERYD_POOL_RESTARTS = False
CELERY_RESULT_BACKEND = 'redis://:password@redis_host:port/db'
CELERY_QUEUES = (
    Queue('default', Exchange('default'), routing_key='default'),
    Queue('common_check', Exchange('route_check'), routing_key='common_check'),
    Queue('route_check', Exchange('route_check'), routing_key='route_check', delivery_mode=2),
    Queue('route_check_ignore_result', Exchange('route_check'), routing_key='route_check_ignore_result',
          delivery_mode=2)
)
CELERY_ROUTES = {
    'route_check_task.check_worker.common_check': {'queue': 'common_check'},
    'route_check_task.check_worker.check': {'queue': 'route_check'},
    'route_check_task.check_worker.check_ignore_result': {'queue': 'route_check_ignore_result'}
}
CELERY_DEFAULT_QUEUE = 'default'
CELERY_DEFAULT_EXCHANGE = 'default'
CELERY_DEFAULT_EXCHANGE_TYPE = 'direct'
CELERY_DEFAULT_ROUTING_KEY = 'default'
# CELERY_MESSAGE_COMPRESSION = 'gzip'
CELERY_ACKS_LATE = True
CELERYD_PREFETCH_MULTIPLIER = 1
CELERY_DISABLE_RATE_LIMITS = True
CELERY_TIMEZONE = 'Asia/Shanghai'
CELERY_ENABLE_UTC = True
CELERYD_CONCURRENCY = cpu_count() / 2
CELERY_TASK_SERIALIZER = 'json'
CELERY_RESULT_SERIALIZER = 'json'
CELERY_TASK_PUBLISH_RETRY = True
CELERY_TASK_PUBLISH_RETRY_POLICY = {
    'max_retries': 3,
    'interval_start': 10,
    'interval_step': 5,
    'interval_max': 20
}
platforms.C_FORCE_ROOT = True

这里面是一些celery的配置参数

在上面include的add_task.py定义如下:

#encoding:utf8

from main import app

@app.task
def add(x,y):
    return x+y

启动celery
celery -A main worker -l info -Ofair

  • -A 后面是包含celery定义的模块,我们在main.py中定义了app = Celery...
    测试celery:
  • -l 日志打印的级别,这里是info
  • Ofair 这个参数可以让Celery更好的调度任务
# encoding:utf8
__author__ = 'brianyang'

import add_task

result = add_task.add.apply_async((1,2))
print type(result)
print result.ready()
print result.get()
print result.ready()

输出是

<class 'celery.result.AsyncResult'>
False
3
True

当调用result.get()时,如果还没有返回结果,将会阻塞直到结果返回。这里需要注意的是,如果需要返回worker执行的结果,必须在之前的config中配置CELERY_RESULT_BACKEND这个参数,一般推荐使用Redis来保存执行结果,如果不关心worker执行结果,设置CELERY_IGNORE_RESULT=True就可以了,关闭缓存结果可以提高程序的执行速度。
在上面的测试程序中,如果修改为:

# encoding:utf8
__author__ = 'brianyang'

import add_task

result = add_task.add.(1,2)
print type(result)
print result

输出结果为:

<type 'int'>
3

相当于直接本地调用了add方法,并没有走Celery的调度。
通过flower的dashbord可以方便的监控任务的执行情况:

task list

task detail

还可以对worker进行重启,关闭之类的操作

taks_op

使用Celery将一个集中式的系统拆分为分布式的系统大概步骤就是:

  • 根据功能将耗时的模块拆分出来,通过注解的形式让Celery管理
  • 为拆分的模块设置独立的消息队列
  • 调用者导入需要的模块或方法,使用apply_async进行异步的调用并根据需求关注结果。
  • 根据性能需要可以添加机器或增加worker数量,方便弹性管理。

需要注意的是:

  • 尽量为不同的task分配不同的queue,避免多个功能的请求堆积在同一个queue中。
  • celery -A main worker -l info -Ofair -Q add_queue启动Celery时,可以通过参数Q加queue_name来指定该worker只接受指定queue中的tasks.这样可以使不同的worker各司其职。
  • CELERY_ACKS_LATE可以让你的Celery更加可靠,只有当worker执行完任务后,才会告诉MQ,消息被消费。
  • CELERY_DISABLE_RATE_LIMITS Celery可以对任务消费的速率进行限制,如果你没有这个需求,就关闭掉它吧,有益于会加速你的程序。

tornado-celery

tornado应该是python中最有名的异步非阻塞模型的web框架,它使用的是单进程轮询的方式处理用户请求,通过epoll来关注文件状态的改变,只扫描文件状态符发生变化的FD(文件描述符)。
由于tornado是单进程轮询模型,那么就不适合在接口请求后进行长时间的耗时操作,而是应该接收到请求后,将请求交给背后的worker去干,干完活儿后在通过修改FD告诉tornado我干完了,结果拿走吧。很明显,Celery与tornado很般配,而tornado-celery是celery官方推荐的结合两者的一个模块。
整合两者很容易,首先需要安装:

  • tornado-celery
  • tornado-redis
    tornado代码如下:
# encoding:utf8
__author__ = 'brianyang'

import tcelery
import tornado.gen
import tornado.web

from main import app
import add_task

tcelery.setup_nonblocking_producer(celery_app=app)


class CheckHandler(tornado.web.RequestHandler):
    @tornado.web.asynchronous
    @tornado.gen.coroutine
    def get(self):
        x = int(self.get_argument('x', '0'))
        y = int(self.get_argument('y', '0'))
        response = yield tornado.gen.Task(add_task.add.apply_async, args=[x, y])
        self.write({'results': response.result})
        self.finish


application = tornado.web.Application([
    (r"/add", CheckHandler),
])

if __name__ == "__main__":
    application.listen(8889)
    tornado.ioloop.IOLoop.instance().start()

在浏览器输入:http://127.0.0.1:8889/add?x=1&y=2
结果为:

通过tornado+Celery可以显著的提高系统的吞吐量。

Benchmark

使用Jmeter进行压测,60个进程不间断地的访问服务器:
接口单独访问响应时间一般在200~400ms

  • uwsgi + Flask方案:
    uwsgi关键配置:
processes       = 10
threads         = 3

Flask负责接受并处理请求,压测结果:
qps是46,吞吐量大概是2700/min

uwsgi+Flask

  • tornado+Celery方案:
    Celery配置:
    CELERYD_CONCURRENCY = 10也就是10个worker(进程),压测结果:
    qps是139,吞吐量大概是8300/min
    tornado+Celery

    从吞吐量和接口相应时间各方面来看,使用tornado+Celery都能带来更好的性能。

Supervisor

  • 什么是supervisor
    supervisor俗称Linux后台进程管理器
  • 适合场景
    — 需要长期运行程序,除了nohup,我们有更好的supervisor
    — 程序意外挂掉,需要重启,让supervisor来帮忙
    — 远程管理程序,不想登陆服务器,来来来,supervisor提供了高大上的web操作界面.
    之前启动Celery命令是celery -A main worker -l info -Ofair -Q common_check,当你有10台机器的时候,每次更新代码后,都需要登陆服务器,然后更新代码,最后再杀掉Celery进程重启,恶不恶心,简直恶心死了。
    让supervisor来,首先需要安装:
    pip install supervisor
    配置文件示例:
[unix_http_server]
file=/tmp/supervisor.sock   ; path to your socket file
chmod=0777
username=admin
password=admin

[inet_http_server]
port=0.0.0.0:2345
username=admin
password=admin

[supervisord]
logfile=/var/log/supervisord.log ; supervisord log file
logfile_maxbytes=50MB       ; maximum size of logfile before rotation
logfile_backups=10          ; number of backed up logfiles
loglevel=info               ; info, debug, warn, trace
pidfile=/var/run/supervisord.pid ; pidfile location
nodaemon=false              ; run supervisord as a daemon
minfds=1024                 ; number of startup file descriptors
minprocs=200                ; number of process descriptors
user=root                   ; default user
childlogdir=/var/log/            ; where child log files will live

[rpcinterface:supervisor]
supervisor.rpcinterface_factory = supervisor.rpcinterface:make_main_rpcinterface

[supervisorctl]
serverurl=unix:///tmp/supervisor.sock ; use unix:// schem for a unix sockets.
username=admin
password=admin
[program:celery]
command=celery -A main worker -l info -Ofair

directory=/home/q/celeryTest
user=root
numprocs=1
stdout_logfile=/var/log/worker.log
stderr_logfile=/var/log/worker.log
autostart=true
autorestart=true
startsecs=10

; Need to wait for currently executing tasks to finish at shutdown.
; Increase this if you have very long running tasks.
stopwaitsecs = 10

; When resorting to send SIGKILL to the program to terminate it
; send SIGKILL to its whole process group instead,
; taking care of its children as well.
killasgroup=true

; Set Celery priority higher than default (999)
; so, if rabbitmq is supervised, it will start first.
priority=1000

示例文件很长,不要怕,只需要复制下来,改改就可以
比较关键的几个地方是:

[inet_http_server]
port=0.0.0.0:2345
username=admin
password=admin

这个可以让你通过访问http://yourhost:2345 ,验证输入admin/admin的方式远程管理supervisor,效果如下:

remote supervisor

[program:flower]这里就是你要托管给supervisor的程序的一些配置,其中autorestart=true可以在程序崩溃时自动重启进程,不信你用kill试试看。
剩下的部分就是一些日志位置的设置,当前工作目录设置等,so esay~

supervisor优点:

  • 管理进程简单,再也不用nohup & kill了。
  • 再也不用担心程序挂掉了
  • web管理很方便

缺点:

  • web管理虽然方便,但是每个页面只能管理本机的supervisor,如果我有一百台机器,那就需要打开100个管理页面,太麻烦了.

怎么办~

supervisor-easy闪亮登场

通过rpc调用获取配置中的每一个supervisor程序的状态并进行管理,可以分组,分机器进行批量/单个的管理。方便的不要不要的。来两张截图:

  • 分组管理:

    group

  • 分机器管理:

    server

    通过简单的配置,可以方便的进行管理。

原文地址:https://www.jianshu.com/p/8f43ee526ae3