Python 神器 Celery 源码解析(3)

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2021-10-30 18:33

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Celery是一款非常简单、灵活、可靠的分布式系统,可用于处理大量消息,并且提供了一整套操作此系统的工具。Celery 也是一款消息队列工具,可用于处理实时数据以及任务调度。

本文是是celery源码解析的第三篇,在前两篇里分别介绍了vine和py-amqp:

  1. 神器 celery 源码解析- vine实现Promise功能
  2. 神器 celery 源码解析- py-amqp实现AMQP协议

本篇我们继续celery的基础库: kombu,一个python实现的消息库,在celery中承担核心的消息处理流程。本文包括下面几个部分:

  • AMQP协议
  • kombu概述
  • kombu使用指南
  • Producer && Consumer 解析
  • Exchange && Queue 解析
  • Message 解析
  • Connection 解析
  • Matcher && serialization
  • 小结
  • 小技巧

AMQP 概念

接上篇,我们继续学习AMQP的相关概念。理解这些基础概念对kombu为什么这样实现很有帮助。这次我们用小故事来模拟kombu的消息处理流程。

小学三年级的小明同学喜欢同桌的小红同学,喜欢她的马尾和笑容,经常写小纸条给她。这里小纸条就是Message,小明同学是Producer, 小红同学是Consumer,这种直接投递的方式是direct。有时候,小红同学不在座位上,小明就把纸条放在她的抽屉里。抽屉就当做Queue使用,临时存放投递的消息。老师发现小明和小红上课经常有小动作后,棒打鸳鸯把他们分开了,他们不再是同桌。小明同学没法忘记小红的笑容,距离产生了更多的美,就拜托前面的小马帮他递小纸条,纸条封面上写着“请给小红”。小马就是Exchange,小马的前座也是Exchange,“请给小红”就是消息的route-key。常在河边走,哪有不湿脚。有次纸条被老师抓住,老师让小明同学在讲台上把纸条的内容讲给大家听。当众念小纸条这叫广播, 也就是fanout。

幼稚的小故事也是一种真实的生活,谁又没有写过小纸条呢,请暂停回忆一分钟:) 。业务是生活场景的一种抽象,代码又是更高层一点的抽象。理解业务,就对代码上的概念不发楞。

以上这些概念Exchange,Queue都是broker要实现的内容。可是客户端Producer/Consumer也包含,这是为什么呢?消息传输过程可不可以简化成一个客户端只使用producer发送消息,另外一个客户端只使用consumer消费消息呢?这样也不是不行,前提是AMQP协议中exchange和queue的创建及绑定,需要使用管理工具在broker先创建好,这无疑约束了AMPQ使用的灵活性。kombu中包含了Exchange,Queue模型,主要是用来对broker的管理。

kombu概述

kombu是植物家族的重要一员, 芹菜(celery)、葡萄藤(vine)、海带(kombu)是快乐的一家人。我们解析kombu,采用的版本是 5.0.0, 主要模块如下:

模块功能
abstract.py抽象的绑定实现,对象是否可以绑定到channel
compression.py压缩算法的汇总
connection.pybroker的连接
entity.py实体类,包括Exchange,binding和Queue对象的实现
matcher.py匹配策略
message.py消息对象,并且附带消息的操作接口ack,reject等
messaging.py消息处理,包括Producer和Consumer
mixins.py,pools.py,simple.py增强功能或者提升便捷使用的封装
serialization.py序列化算法的汇总
transport对接各种存储引擎的数据传输实现,主要有内存,redis,pyamqp(RabbitMQ) 等
asynchronous异步实现

kombu底层使用pyamqp提供的AMQP协议支持,并完成Producer,Consumer,Exchange,Queue等模型实现。

kombu 使用指南

老规矩,先从kombu的使用开始。下面是一个生产者发送消息的示例:

# kombu-5.0.0/examples/complete_send.py

from kombu import Connection, Producer, Exchange, Queue

exchange = Exchange('kombu_demo'type='direct')

with Connection('amqp://guest:guest@localhost:5672//') as connection:

    producer = Producer(connection)
    # 消息需要使用exchange
    producer.publish({'hello''world'},
                     exchange=exchange,
                     routing_key='kombu_demo',
                     serializer='json', compression='zlib')

生产者示例包括下面几步:

  • 创建名为kombu_demo的exchange
  • 创建到broker的connection并使用其作为上下文
  • 使用connection创建发送消息的producer
  • 使用创建完成的producer发送普通的json消息到创建好的exchange,并且指明routing_key为kombu_demo。约定消息使用json序列化,zlib算法压缩。

消费者的示例会略微复杂一点:

kombu-5.0.0/examples/complete_receive.py

from pprint import pformat

from kombu import Connection, Exchange, Queue, Consumer, eventloop

exchange = Exchange('kombu_demo'type='direct')
queue = Queue('kombu_demo', exchange, routing_key='kombu_demo')

# 格式化函数
def pretty(obj):
    return pformat(obj, indent=4)

#: This is the callback applied when a message is received.
def handle_message(body, message):
    print(f'Received message: {body!r}')
    print('  properties:\n{}'.format(pretty(message.properties)))
    print('  delivery_info:\n{}'.format(pretty(message.delivery_info)))
    message.ack()

with Connection('amqp://guest:guest@localhost:5672//') as connection:

    with Consumer(connection, queue, callbacks=[handle_message]):

        for _ in eventloop(connection):
            pass

消费者示例主要包括下面几步:

  • 同样创建名为kombu_demo的exchange
  • 创建名为kombu_demo的queue, 绑定到exchange,并且设置消费的routing_key
  • 创建callback函数,接收body和message。body是纯粹的业务信息,message则包含一些投递信息,并且可以使用message直接执行ack回应给broker。
  • 和生产者一样,创建到broker的connection并使用其作为上下文
  • 使用connection创建消费者,消费者需要绑定到queue,并且设置callback函数
  • 持续监听connection上的事件循环

我们再回头看看下图,对比一下示例,加强理解:

hello-world-example-routing

示例中的生产者位于图的左半区,消费者位于图的右半区。中间部分的broker,在文章的第一篇里,我们使用redis服务作为broker。示例还有重要的一点就是,全程没有创建channel,都是自动创建的。一般情况下,我们有3个进程,Producer进程和Consumer进程通过Broker进程进行消息的处理,这是一个典型的分布式系统。

Producer && Consumer 解析

Proudcer解析

Proudcer的构造函数:

class Producer:
    def __init__(self, channel, exchange=None, routing_key=None,
                 serializer=None, auto_declare=None, compression=None,
                 on_return=None):
        self._channel = channel
        self.exchange = exchange
        self.routing_key = routing_key or self.routing_key
        self.serializer = serializer or self.serializer
        self.compression = compression or self.compression
        self.on_return = on_return or self.on_return
        self._channel_promise = None
        if self.exchange is None:
            # 默认的exchange
            self.exchange = Exchange('')
        ...

        if self._channel:
            self.revive(self._channel)
    
    def revive(self, channel):
        """Revive the producer after connection loss."""
        if is_connection(channel):
            connection = channel
            self.__connection__ = connection
            channel = ChannelPromise(lambda: connection.default_channel)
        if isinstance(channel, ChannelPromise):
            self._channel = channel
            self.exchange = self.exchange(channel)
        else:
            # Channel already concrete
            self._channel = channel
            if self.on_return:
                self._channel.events['basic_return'].add(self.on_return)
            self.exchange = self.exchange(channel)

Producer除了设置自身的属性外,还包括对channel的处理。前文介绍过connection也是channel的一种,这里要先处理好connection,然后再从connection获得默认的channel。同时对于已经成功的channel,则进行将producer绑定到channel。self.exchange(channel) 等同于 self.exchange.__call__(channel)。producer创建完成后,可以通过publish方法发送消息:

def publish(self, body, routing_key=None, delivery_mode=None,
                mandatory=False, immediate=False, priority=0,
                content_type=None, content_encoding=None, serializer=None,
                headers=None, compression=None, exchange=None, retry=False,
                retry_policy=None, declare=None, expiration=None, timeout=None,
                **properties):
    # 初始化routing-key, exchange
    routing_key = self.routing_key if routing_key is None else routing_key
    exchange_name, properties['delivery_mode'] = self._delivery_details(
            exchange or self.exchange, delivery_mode,
        )
    # 准备body和body类型,编码
    body, content_type, content_encoding = self._prepare(
            body, serializer, content_type, content_encoding,
            compression, headers)
    
    # 使用message封装body
    message = self.channel.prepare_message(
        body, priority, content_type,
        content_encoding, headers, properties,
    )
    ...
    # 利用channel发送消息
    return channel.basic_publish(
        message,
        exchange=exchange, routing_key=routing_key,
        mandatory=mandatory, immediate=immediate,
        timeout=timeout
    )

Producer是对channel的业务封装,创建时候有channel则使用channel,没有channel则使用connection的default_channel。Producer发送消息的过程,完成exchange和message包装后,使用channel进行发送。

Consumer解析

Consumer的构造函数和上下文:

class Consumer:
    
    def __init__(self, channel, queues=None, no_ack=None, auto_declare=None,
                 callbacks=None, on_decode_error=None, on_message=None,
                 accept=None, prefetch_count=None, tag_prefix=None):
        self.channel = channel
        # Queue的列表
        self.queues = maybe_list(queues or [])
        self.no_ack = self.no_ack if no_ack is None else no_ack
        # 消息的回调函数
        self.callbacks = (self.callbacks or [] if callbacks is None
                          else callbacks)
        # 自定义的消息处理方法
        self.on_message = on_message
        self.tag_prefix = tag_prefix
        self._active_tags = {}
        ...

        if self.channel:
            self.revive(self.channel)
    
    def revive(self, channel):
        """Revive consumer after connection loss."""
        self._active_tags.clear()
        channel = self.channel = maybe_channel(channel)
        # modify dict size while iterating over it is not allowed
        for qname, queue in list(self._queues.items()):
            # name may have changed after declare
            self._queues.pop(qname, None)
            queue = self._queues[queue.name] = queue(self.channel)
            # queue和channel绑定
            queue.revive(channel)
        ...
    
    def __enter__(self):
        self.consume()
        return self

Consumer和Producer类似,设置完属性后也要处理好channel,不同的是其中的queue(在producer中是exchange)和channel绑定并提供一个上下文环境。在上下文环境中进行消息消费:

def consume(self, no_ack=None):
    tag = self._add_tag(queue, consumer_tag)
    # 每个queue消息消息
    for queue in self._queues:
        queue.consume(tag, self._receive_callback,
                          no_ack=no_ack, nowait=nowait)

def _receive_callback(self, message):
    accept = self.accept
    on_m, channel, decoded = self.on_message, self.channel, None
    try:
        ...
        # 消息反序列化
        decoded = None if on_m else message.decode()
    except Exception as exc:
        if not self.on_decode_error:
            raise
        self.on_decode_error(message, exc)
    else:
        return on_m(message) if on_m else self.receive(decoded, message)

def receive(self, body, message):
    """Method called when a message is received.

    This dispatches to the registered :attr:`callbacks`.

    Arguments:
        body (Any): The decoded message body.
        message (~kombu.Message): The message instance.

    Raises:
        NotImplementedError: If no consumer callbacks have been
            registered.
    "
""
    # 执行callback
    callbacks = self.callbacks
    ...
    # 默认就是body和message回传给业务函数
    [callback(body, message) for callback in callbacks]

consumer可以使用多个queue,每个queue消费消息的时候可以使用覆盖处理函数或者使用系统的处理函数。一般情况下callback会获得到解码后的body和消息原文。如何持续的消费消息,在connection部分再介绍。

Exchange && Queue 解析

producer需要使用exchange,consumer需要使用queue,消息是通过exchange和queue搭桥传递的。Exchange和Queue有共同的父类MaybeChannelBound:

              +-------------------+
              | MaybeChannelBound |
              +-------^-----------+
                      |
     +----------------+----------------+
     |                                 |
+----+-----+                       +---+---+
| Exchange |                       | Queue |
+----------+                       +-------+

MaybeChannelBound约定了类对channel的绑定行为:

class MaybeChannelBound(Object):
    
    _channel = None
    _is_bound = False
    
    def __call__(self, channel):
        """`self(channel) -> self.bind(channel)`."""
        return self.bind(channel)
  • _channel 和 _is_bound 都是类属性,可以知道channel在类上重用
  • __call__魔法函数让类方法, 比如exchange(channel)和queue(channel)执行的时候会自动执行绑定到channel的动作。

下面绑定channel的动作和是否绑定的判断也可以验证这一点。

def maybe_bind(self, channel):
    """Bind instance to channel if not already bound."""
    if not self.is_bound and channel:
        self._channel = maybe_channel(channel)
        self.when_bound()
        self._is_bound = True
    return self

@property
def is_bound(self):
    """Flag set if the channel is bound."""
    return self._is_bound and self._channel is not None

exchange对象的创建和绑定到channel:

class Exchange(MaybeChannelBound):
    def __init__(self, name=''type='', channel=None, **kwargs):
        super().__init__(**kwargs)
        self.name = name or self.name
        self.type = type or self.type
        self.maybe_bind(channel)
        ...

创建完成的exchange对象需要进行申明,申明的过程就是让broker创建exchange的过程:

def declare(self, nowait=False, passive=None, channel=None):
    """Declare the exchange.

    Creates the exchange on the broker, unless passive is set
    in which case it will only assert that the exchange exists.

    Argument:
        nowait (bool): If set the server will not respond, and a
            response will not be waited for. Default is :const:`False`.
    "
""
    if self._can_declare():
        passive = self.passive if passive is None else passive
        # 依托于channel
        return (channel or self.channel).exchange_declare(
            exchange=self.name, type=self.type, durable=self.durable,
            auto_delete=self.auto_delete, arguments=self.arguments,
            nowait=nowait, passive=passive,
        )

queue对象创建完成后也需要绑定到channel:

class Queue(MaybeChannelBound):
    def __init__(self, name='', exchange=None, routing_key='',
                 channel=None, bindings=None, on_declared=None,
                 **kwargs):
        super().__init__(**kwargs)
        self.name = name or self.name
        self.maybe_bind(channel)
        ...

然后申明queue,这个过程包括下面3个步骤:

def declare(self, nowait=False, channel=None):
    """Declare queue and exchange then binds queue to exchange."""
    if not self.no_declare:
        # - declare main binding.
        self._create_exchange(nowait=nowait, channel=channel)
        self._create_queue(nowait=nowait, channel=channel)
        self._create_bindings(nowait=nowait, channel=channel)
    return self.name

def _create_exchange(self, nowait=False, channel=None):
    if self.exchange:
        # 隐式申明exchange
        self.exchange.declare(nowait=nowait, channel=channel)

def _create_queue(self, nowait=False, channel=None):
    # 申明queue
    self.queue_declare(nowait=nowait, passive=False, channel=channel)
    if self.exchange and self.exchange.name:
        # 绑定queue和exchange
        self.queue_bind(nowait=nowait, channel=channel)

def _create_bindings(self, nowait=False, channel=None):
    for B in self.bindings:
        channel = channel or self.channel
        B.declare(channel)
        B.bind(self, nowait=nowait, channel=channel)

queue的申明也是让broker创建queue:

def queue_declare(self, nowait=False, passive=False, channel=None):
    ...
    ret = channel.queue_declare(
            queue=self.name,
            passive=passive,
            durable=self.durable,
            exclusive=self.exclusive,
            auto_delete=self.auto_delete,
            arguments=queue_arguments,
            nowait=nowait,
        )
    ...

queue比exchange多一个步骤就是bind到exchange。queue_bind的工作是让broker创建queue和exchange的关联关系。

def queue_bind(self, nowait=False, channel=None):
    """Create the queue binding on the server."""
    return (channel or self.channel).queue_bind(
        queue=self.name,
        exchange=exchange,
        routing_key=routing_key,
        arguments=arguments,
        nowait=nowait,
    )

从Exchange和Queue的实现,我们可以知道生产者不用关心消费者的实现,只需要创建和申明exchange即可。消费者则是需要知道生产者,除了创建和申明queue后,还需要绑定queue和exchange的关系。又因为消费者和生产者在不同的进程,即使生成者创建了exchange,消费者也需要在本地隐式创建exchange对象。

Message 解析

消息对象,除了纯粹的数据结构外,也包含channel的引用,毕竟消息可以直接执行ack动作:

class Message:
    def __init__(self, body=None, delivery_tag=None,
                 content_type=None, content_encoding=None, delivery_info=None,
                 properties=None, headers=None, postencode=None,
                 accept=None, channel=None, **kwargs):
        # 通道,主要的API来源
        self.channel = channel
        # 投递标签,可以用来响应
        self.delivery_tag = delivery_tag
        ...
        self.headers = headers or {}
        self.body = body
        ...
        self._state = 'RECEIVED'

消息本身还带有四个状态:

  • RECEIVED 默认状态
  • ACK 完成ack响应
  • REJECTED 拒绝消息
  • REQUEUED 重新投递消息

其中 {'ACK', 'REJECTED', 'REQUEUED'} 三个状态的转换都需要使用channel进行操作broker,成功后再切换:

def ack(self, multiple=False):
    # 回应ACK
    self.channel.basic_ack(self.delivery_tag, multiple=multiple)
    self._state = 'ACK'

def reject(self, requeue=False):
    # 拒绝(抛弃消息)
    self.channel.basic_reject(self.delivery_tag, requeue=requeue)
    self._state = 'REJECTED'

def requeue(self):
    # 拒绝(退回消息)(和reject区别在requeue=True)
    self.channel.basic_reject(self.delivery_tag, requeue=True)
    self._state = 'REQUEUED'

消息上附带的信息,通过不同的load方法进行序列化:

from .serialization import loads

@property
def payload(self):
    return loads(self.body, self.content_type,
                     self.content_encoding, accept=self.accept)    

Connection 解析

Connection负责管理producer/consumer到broker的网络连接:

class Connection:
    def __init__(self, hostname='localhost', userid=None,
                 password=None, virtual_host=None, port=None, insist=False,
                 ssl=False, transport=None, connect_timeout=5,
                 transport_options=None, login_method=None, uri_prefix=None,
                 heartbeat=0, failover_strategy='round-robin',
                 alternates=None, **kwargs):
        ...
        params = self._initial_params = {
            'hostname': hostname, 'userid': userid,
            'password': password, 'virtual_host': virtual_host,
            'port': port, 'insist': insist, 'ssl': ssl,
            'transport': transport, 'connect_timeout': connect_timeout,
            'login_method': login_method, 'heartbeat': heartbeat
        }
        ...
        
        self._init_params(**params)
        ...

重点在_init_params中对各种支持AQMP协议的broker的管理, 比如redis,RobbitMQ:

def _init_params(self, hostname, userid, password, virtual_host, port,
                 insist, ssl, transport, connect_timeout,
                 login_method, heartbeat):
    transport = transport or 'amqp'
    if transport == 'amqp' and supports_librabbitmq():
        transport = 'librabbitmq'
    if transport == 'rediss' and ssl_available and not ssl:
        logger.warning(
            'Secure redis scheme specified (rediss) with no ssl '
            'options, defaulting to insecure SSL behaviour.'
        )
        ssl = {'ssl_cert_reqs': CERT_NONE}
    self.hostname = hostname
    self.userid = userid
    self.password = password
    self.login_method = login_method
    # 虚拟主机隔离
    self.virtual_host = virtual_host or self.virtual_host
    self.port = port or self.port
    self.insist = insist
    self.connect_timeout = connect_timeout
    self.ssl = ssl
    # 传输类
    self.transport_cls = transport
    self.heartbeat = heartbeat and float(heartbeat)

配置完connection信息后,就需要创建网络连接。这个过程通过调用connection属性或者default_channel属性时候自动创建:

@property
def connection(self):
    """The underlying connection object.

    Warning:
        This instance is transport specific, so do not
        depend on the interface of this object.
    "
""
    if not self._closed:
        if not self.connected:
            # 创建连接
            return self._ensure_connection(
                max_retries=1, reraise_as_library_errors=False
            )
        return self._connection
        
@property
def default_channel(self):
    """Default channel.

    Created upon access and closed when the connection is closed.

    Note:
        Can be used for automatic channel handling when you only need one
        channel, and also it is the channel implicitly used if
        a connection is passed instead of a channel, to functions that
        require a channel.
    "
""
    # make sure we're still connected, and if not refresh.
    conn_opts = self._extract_failover_opts()
    # 创建连接
    self._ensure_connection(**conn_opts)

    if self._default_channel is None:
        self._default_channel = self.channel()
    return self._default_channel

连接创建完成后,继续创建channel:

def channel(self):
    """Create and return a new channel."""
    self._debug('create channel')
    chan = self.transport.create_channel(self.connection)
    return chan

def create_transport(self):
    # 创建传输连接
    return self.get_transport_cls()(client=self)

def get_transport_cls(self):
    """Get the currently used transport class."""
    transport_cls = self.transport_cls
    if not transport_cls or isinstance(transport_cls, str):
        transport_cls = get_transport_cls(transport_cls)
    return transport_cls

创建broker的连接过程,是通过transport的创建,其中细节涉及对不同类型的broker服务的适配,内容挺多,我们下一章再进行解析。

Matcher && serialization

Matcher负责处理消息的匹配机制,serialization复杂消息的序列化。两者的实现方式类似,都使用注册中心模式+策略模式实现。

Matcher的注册中心:

class MatcherRegistry:
    """Pattern matching function registry."""
    """匹配器的注册中心"""

    MatcherNotInstalled = MatcherNotInstalled
    matcher_pattern_first = ["pcre", ]

    def __init__(self):
        self._matchers = {}
        self._default_matcher = None

#: Global registry of matchers.
registry = MatcherRegistry()

注册glob(模糊)模式和pcre(正则)模式两种策略:

def register_glob():
    """Register glob into default registry."""
    """使用glob(通配符)匹配"""
    registry.register('glob', fnmatch)


def register_pcre():
    """Register pcre into default registry."""
    """使用正则匹配"""
    registry.register('pcre', rematch)


# Register the base matching methods.
register_glob()
register_pcre()

匹配消息的方法,就是使用模式进行识别:

def match(self, data, pattern, matcher=None, matcher_kwargs=None):
    """Call the matcher."""
    if matcher and not self._matchers.get(matcher):
        raise self.MatcherNotInstalled(
            f'No matcher installed for {matcher}'
        )
    # 默认使用通配符匹配
    match_func = self._matchers[matcher or 'glob']
    # 通配符和正则匹配的传参先后顺序有差异
    if matcher in self.matcher_pattern_first:
        first_arg = bytes_to_str(pattern)
        second_arg = bytes_to_str(data)
    else:
        first_arg = bytes_to_str(data)
        second_arg = bytes_to_str(pattern)
    return match_func(first_arg, second_arg, **matcher_kwargs or {})

Serializer的注册中心:

class SerializerRegistry:
    """The registry keeps track of serialization methods."""
    """序列化方法的注册中心"""

    def __init__(self):
        self._encoders = {}
        self._decoders = {}
        self._default_encode = None
        self._default_content_type = None
        self._default_content_encoding = None
        # 记录禁用的编解码类型
        self._disabled_content_types = set()
        # 双向字典,可以进行互查
        self.type_to_name = {}
        self.name_to_type = {}

# 全局单例,并且导出函数绑定,使用API更简介
registry = SerializerRegistry()
dumps = registry.dumps
loads = registry.loads
register = registry.register
unregister = registry.unregister

json, yaml, pickle和msgpack四种序列化策略的注册:

def register_json():
    """Register a encoder/decoder for JSON serialization."""
    from kombu.utils import json as _json

    registry.register('json', _json.dumps, _json.loads,
                      content_type='application/json',
                      content_encoding='utf-8')

def register_yaml():
    """Register a encoder/decoder for YAML serialization.

    It is slower than JSON, but allows for more data types
    to be serialized. Useful if you need to send data such as dates

    "
""
    import yaml
    registry.register('yaml', yaml.safe_dump, yaml.safe_load,
                      content_type='application/x-yaml',
                      content_encoding='utf-8')

def register_pickle():
    """Register pickle serializer.

    The fastest serialization method, but restricts
    you to python clients.
    "
""
    def pickle_dumps(obj, dumper=pickle.dumps):
        return dumper(obj, protocol=pickle_protocol)

    registry.register('pickle', pickle_dumps, unpickle,
                      content_type='application/x-python-serialize',
                      content_encoding='binary')

def register_msgpack():
    """Register msgpack serializer.

    See Also:
        https://msgpack.org/.
    "
""
    pack = unpack = None
    import msgpack
    from msgpack import packb, unpackb

    def pack(s):
        return packb(s, use_bin_type=True)

    def unpack(s):
        return unpackb(s, raw=False)
        
    registry.register(
        'msgpack', pack, unpack,
        content_type='application/x-msgpack',
        content_encoding='binary',
    )

register_json()
register_pickle()
register_yaml()
register_msgpack()

反序列化的使用:

# kombu-5.0.0/kombu/serialization.py:285
# 导出策略
loads = registry.loads

# kombu-5.0.0/kombu/message.py:10
from .serialization import loads

class Message:
    def _decode(self):
        # 使用策略反序列化message-body
        return loads(self.body, self.content_type,
                     self.content_encoding, accept=self.accept)

小结

通过kombu的Producer可以发送消息到broker,使用Comsumer则可以消费消息。发送消息的时候需要使用Exchange,用来将消费分发到不同的目标Queue;消费消息的时候,需要使用Queue,Queue还需要通过绑定的方式和Exchange关联起来。Exchange和Queue都是使用底层的channel进行数据传输,所以需要进绑定(binding);还需要在远程的broker中创建,所以创建后的的Exchange和Queue需要进行申明(declare)。消息会附带上投递信息,进行序列化后从生产者到broker转发给消费者,消费者再使用投递信息上的序列化约定,将消息反序列成业务信息。

小技巧

pickle打包函数

pickle不仅支持数据接口的序列化,还支持函数的序列化:

python3
Python 3.8.5 (v3.8.5:580fbb018f, Jul 20 2020, 12:11:27)
[Clang 6.0 (clang-600.0.57)] on darwin
Type "help""copyright""credits" or "license" for more information.
>>> import pickle
>>>
>>> def hello(msg):
...     print("hello", msg)
...
>>> p = pickle.dumps(hello)
>>> p
b'\x80\x04\x95\x16\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x8c\x08__main__\x94\x8c\x05hello\x94\x93\x94.'
>>>
>>> q = pickle.loads(p)
>>>
>>> q("python")
hello python
>>>

上面的hello函数可以通过pickle打包,再重新解包执行。利用这个机制使用kombu,可以将producer进程的函数发送到consumer进程远程执行。pickle支持的数据类型还挺丰富,官方文档中介绍包括下面多种类型:

The following types can be pickled:

* None, True, and False

* integers, floating point numbers, complex numbers

* strings, bytes, bytearrays

* tuples, lists, sets, and dictionaries containing only picklable objects

functions defined at the top level of a module (using def, not lambda)

* built-in functions defined at the top level of a module

* classes that are defined at the top level of a module

* instances of such classes whose __dict__ or the result of calling __getstate__() is picklable (see section Pickling Class Instances for details).

配置类的简化

Object提供了一种快速构建对象的方法:

class Object:
    """Common base class.

    Supports automatic kwargs->attributes handling, and cloning.
    "
""

    attrs = ()

    def __init__(self, *args, **kwargs):
        # attrs 在子类中定义
        for name, type_ in self.attrs:
            value = kwargs.get(name)
            # 从字典参数给属性动态赋值
            if value is not None:
                setattr(self, name, (type_ or _any)(value))
            else:
                try:
                    getattr(self, name)
                except AttributeError:
                    setattr(self, name, None)

Queue展示了这种方式的示例,比如max_length属性:

class Queue(MaybeChannelBound):
    attrs = (
        ..
        ('max_length', int),
        ...
    )
    def __init__(self, name='', exchange=None, routing_key='',
                 channel=None, bindings=None, on_declared=None,
                 **kwargs):
        self.name = name or self.name
        ...
    
    def queue_declare(self, nowait=False, passive=False, channel=None):
        ...
        queue_arguments = channel.prepare_queue_arguments(
            self.queue_arguments or {},
            expires=self.expires,
            message_ttl=self.message_ttl,
            max_length=self.max_length,
            max_length_bytes=self.max_length_bytes,
            max_priority=self.max_priority,
        )
        ...

在Queue的构造函数中并没有定义max_length属性,但是queue_declare中却可以直接使用这个属性,可以对比name属性感受一下差异。这对我们简化定义属性很多的对象有帮助,比如一些配置类。

使用count提供自增ID

itertools.count提供了一种通过迭代器生成递增ID的方法:

>>> from itertools import count
>>>
>>> for i in count():
...     if i % 10 == 0:
...             print(i)
...     if i>50:
...             break
...
0
10
20
30
40
50

参考链接

  • https://github.com/celery/kombu
  • Talking to RabbitMQ with Python and Kombu https://medium.com/python-pandemonium/talking-to-rabbitmq-with-python-and-kombu-6cbee93b1298
  • 一篇文章讲透彻了AMQP协议 https://jishuin.proginn.com/p/763bfbd2a068
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