详解Python操作RabbitMQ服务器消息队列的远程结果返回

先说一下笔者这里的测试环境：Ubuntu14.04 + Python 2.7.4
RabbitMQ服务器

sudo apt-get install rabbitmq-server

Python使用RabbitMQ需要Pika库

sudo pip install pika

远程结果返回
消息发送端发送消息出去后没有结果返回。如果只是单纯发送消息，当然没有问题了，但是在实际中，常常会需要接收端将收到的消息进行处理之后，返回给发送端。

处理方法描述：发送端在发送信息前，产生一个接收消息的临时队列，该队列用来接收返回的结果。其实在这里接收端、发送端的概念已经比较模糊了，因为发送端也同样要接收消息，接收端同样也要发送消息，所以这里笔者使用另外的示例来演示这一过程。

示例内容：假设有一个控制中心和一个计算节点，控制中心会将一个自然数N发送给计算节点，计算节点将N值加1后，返回给控制中心。这里用center.py模拟控制中心，compute.py模拟计算节点。

compute.py代码分析

#!/usr/bin/env python
#coding=utf8
import pika

#连接rabbitmq服务器
connection = pika.BlockingConnection(pika.ConnectionParameters(
    host='localhost'))
channel = connection.channel()

#定义队列
channel.queue_declare(queue='compute_queue')
print ' [*] Waiting for n'

#将n值加1
def increase(n):
  return n + 1

#定义接收到消息的处理方法
def request(ch, method, properties, body):
  print " [.] increase(%s)" % (body,)

  response = increase(int(body))

  #将计算结果发送回控制中心
  ch.basic_publish(exchange='',
           routing_key=properties.reply_to,
           body=str(response))
  ch.basic_ack(delivery_tag = method.delivery_tag)

channel.basic_qos(prefetch_count=1)
channel.basic_consume(request, queue='compute_queue')

channel.start_consuming()

计算节点的代码比较简单，值得一提的是，原来的接收方法都是直接将消息打印出来，这边进行了加一的计算，并将结果发送回控制中心。

center.py代码分析

#!/usr/bin/env python
#coding=utf8
import pika

class Center(object):
  def __init__(self):
    self.connection = pika.BlockingConnection(pika.ConnectionParameters(
        host='localhost'))

    self.channel = self.connection.channel()

    #定义接收返回消息的队列
    result = self.channel.queue_declare(exclusive=True)
    self.callback_queue = result.method.queue

    self.channel.basic_consume(self.on_response,
                  no_ack=True,
                  queue=self.callback_queue)

  #定义接收到返回消息的处理方法
  def on_response(self, ch, method, props, body):
    self.response = body

  def request(self, n):
    self.response = None
    #发送计算请求，并声明返回队列
    self.channel.basic_publish(exchange='',
                  routing_key='compute_queue',
                  properties=pika.BasicProperties(
                     reply_to = self.callback_queue,
                     ),
                  body=str(n))
    #接收返回的数据
    while self.response is None:
      self.connection.process_data_events()
    return int(self.response)

center = Center()

print " [x] Requesting increase(30)"
response = center.request(30)
print " [.] Got %r" % (response,)

上例代码定义了接收返回数据的队列和处理方法，并且在发送请求的时候将该队列赋值给reply_to，在计算节点代码中就是通过这个参数来获取返回队列的。

打开两个终端，一个运行代码python compute.py，另外一个终端运行center.py，如果执行成功，应该就能看到效果了。

笔者在测试的时候，出了些小问题，就是在center.py发送消息时没有指明返回队列，结果compute.py那边在计算完结果要发回数据时报错，提示routing_key不存在，再次运行也报错。用rabbitmqctl list_queues查看队列，发现compute_queue队列有1条数据，每次重新运行compute.py的时候，都会重新处理这条数据。后来使用/etc/init.d/rabbitmq-server restart重新启动下rabbitmq就ok了。

相互关联编号correlation id
上一遍演示了远程结果返回的示例，但是有一个没有提到，就是correlation id，这个是个什么东东呢？

假设有多个计算节点，控制中心开启多个线程，往这些计算节点发送数字，要求计算结果并返回，但是控制中心只开启了一个队列，所有线程都是从这个队列里获取消息，每个线程如何确定收到的消息就是该线程对应的呢？这个就是correlation id的用处了。correlation翻译成中文就是相互关联，也表达了这个意思。

correlation id运行原理：控制中心发送计算请求时设置correlation id，而后计算节点将计算结果，连同接收到的correlation id一起返回，这样控制中心就能通过correlation id来标识请求。其实correlation id也可以理解为请求的唯一标识码。

示例内容：控制中心开启多个线程，每个线程都发起一次计算请求，通过correlation id，每个线程都能准确收到相应的计算结果。

compute.py代码分析

和上面一篇相比，只需修改一个地方：将计算结果发送回控制中心时，增加参数correlation_id的设定，该参数的值其实是从控制中心发送过来的，这里只是再次发送回去。代码如下：

#!/usr/bin/env python
#coding=utf8
import pika

#连接rabbitmq服务器
connection = pika.BlockingConnection(pika.ConnectionParameters(
    host='localhost'))
channel = connection.channel()

#定义队列
channel.queue_declare(queue='compute_queue')
print ' [*] Waiting for n'

#将n值加1
def increase(n):
  return n + 1

#定义接收到消息的处理方法
def request(ch, method, props, body):
  print " [.] increase(%s)" % (body,)

  response = increase(int(body))

  #将计算结果发送回控制中心，增加correlation_id的设定
  ch.basic_publish(exchange='',
           routing_key=props.reply_to,
           properties=pika.BasicProperties(correlation_id = \
                           props.correlation_id),
           body=str(response))
  ch.basic_ack(delivery_tag = method.delivery_tag)

channel.basic_qos(prefetch_count=1)
channel.basic_consume(request, queue='compute_queue')

channel.start_consuming()

center.py代码分析

控制中心代码稍微复杂些，其中比较关键的有三个地方：

使用python的uuid来产生唯一的correlation_id。
发送计算请求时，设定参数correlation_id。
定义一个字典来保存返回的数据，并且键值为相应线程产生的correlation_id。
代码如下：

#!/usr/bin/env python
#coding=utf8
import pika, threading, uuid

#自定义线程类，继承threading.Thread
class MyThread(threading.Thread):
  def __init__(self, func, num):
    super(MyThread, self).__init__()
    self.func = func
    self.num = num

  def run(self):
    print " [x] Requesting increase(%d)" % self.num
    response = self.func(self.num)
    print " [.] increase(%d)=%d" % (self.num, response)

#控制中心类
class Center(object):
  def __init__(self):
    self.connection = pika.BlockingConnection(pika.ConnectionParameters(
        host='localhost'))

    self.channel = self.connection.channel()

    #定义接收返回消息的队列
    result = self.channel.queue_declare(exclusive=True)
    self.callback_queue = result.method.queue

    self.channel.basic_consume(self.on_response,
                  no_ack=True,
                  queue=self.callback_queue)

    #返回的结果都会存储在该字典里
    self.response = {}

  #定义接收到返回消息的处理方法
  def on_response(self, ch, method, props, body):
    self.response[props.correlation_id] = body

  def request(self, n):
    corr_id = str(uuid.uuid4())
    self.response[corr_id] = None

    #发送计算请求，并设定返回队列和correlation_id
    self.channel.basic_publish(exchange='',
                  routing_key='compute_queue',
                  properties=pika.BasicProperties(
                     reply_to = self.callback_queue,
                     correlation_id = corr_id,
                     ),
                  body=str(n))
    #接收返回的数据
    while self.response[corr_id] is None:
      self.connection.process_data_events()
    return int(self.response[corr_id])

center = Center()
#发起5次计算请求
nums= [10, 20, 30, 40 ,50]
threads = []
for num in nums:
  threads.append(MyThread(center.request, num))
for thread in threads:
  thread.start()
for thread in threads:
  thread.join()

笔者开启了两个终端，来运行compute.py，开启一个终端来运行center.py，最后结果输出截图如下：

可以看到虽然获取的结果不是顺序输出，但是结果和源数据都是对应的。

这边示例的做法就是创建一个队列，使用correlation id来标识每次请求。也有做法可以不使用correlation id，就是每请求一次，就创建一个临时队列，不过这样太消耗性能了，官方也不推荐这么做。