RabbitMQ 官方NET教程(六)【RPC】

在第二个教程中,我们学习了如何使用Work Queues 在多个工作者之间分配耗时的任务。

但是如果我们需要在远程计算机上运行功能并等待结果怎么办? 那是一个不同的模式。 此模式通常称为远程过程调用或RPC

在本教程中,我们将使用RabbitMQ构建一个RPC系统:一个客户端和一个可扩展的RPC服务器。由于我们没有任何值得分发的耗时任务,我们将创建一个返回斐波纳契数字的虚拟RPC服务。

客户端

为了说明如何使用RPC服务,我们将创建一个简单的客户端类。 它将公开一个名为call的方法,该方法发送RPC请求并阻塞,直到收到应答:

var rpcClient = new RPCClient();

Console.WriteLine(" [x] Requesting fib(30)");
var response = rpcClient.Call("30");
Console.WriteLine(" [.] Got '{0}'", response); rpcClient.Close();

关于RPC的注意点

 虽然RPC是一个很常见的计算模式,但它经常被批评。 当程序员不知道函数调用是本地函数还是缓慢的RPC时,会出现问题。 这样的混乱导致了一个不可预知的系统,并增加了调试的不必要的复杂性。滥用RPC可能导致不可维护的意大利面条代码,而不是简化软件。

 铭记这一点,请考虑以下建议:

     确保显而易见哪个函数调用是本地的,哪个是远程的。
记录您的系统。 使组件之间的依赖关系清晰。
处理错误情况。 当RPC服务器长时间停机时,客户端应该如何反应? 当有疑问避免RPC。 如果可以的话,你应该使用异步管道 - 而不是类似RPC的阻塞,结果被异步推送到下一个计算阶段。

回调队列

一般来说RPCRabbitMQ上很容易。客户端发送请求消息,服务器回复响应消息。 为了收到一个响应,我们需要发送一个附带callback队列地址的请求:

var corrId = Guid.NewGuid().ToString();
var props = channel.CreateBasicProperties();
props.ReplyTo = replyQueueName;
props.CorrelationId = corrId; var messageBytes = Encoding.UTF8.GetBytes(message);
channel.BasicPublish(exchange: "",
routingKey: "rpc_queue",
basicProperties: props,
body: messageBytes); // ... then code to read a response message from the callback_queue ...

Message属性

 AMQP 0-9-1协议预先定义了一组随附消息的14个属性。 大多数属性很少使用,除了以下内容:

     deliveryMode:将消息标记为持久性(值为2)或transient(任何其他值)。 您可能会从第二个教程中记住此属性。
contentType:用于描述mime类型的编码。 例如对于经常使用的JSON编码,将此属性设置为:application / json是一个很好的做法。
replyTo:通常用来命名一个回调队列。
correlationId:用于将RPC响应与请求相关联。

Correlation Id

在上面提出的方法中,我们建议为每个RPC请求创建一个回调队列。这是非常低效的,但幸运的是有一个更好的方法 - 让我们为每个客户端创建一个回调队列。

这引发了一个新的问题,在该队列中收到响应,响应所属的请求不清楚。那就是使用correlationId属性。我们将为每个请求设置唯一的值。之后,当我们在回调队列中收到一条消息时,我们将查看此属性,并且基于此,我们将能够将响应与请求相匹配。如果我们看到一个未知的correlationId值,我们可能会安全地丢弃该消息 - 它不属于我们的请求。

您可能会问,为什么我们应该忽略回调队列中的未知消息,而不是出现错误?这是由于在服务器端发生竞争条件的可能性。尽管不太可能,RPC服务器可能会在发送给我们的答案之后,但在发送请求的确认消息之前死亡。如果发生这种情况,重新启动的RPC服务器将再次处理该请求。这就是为什么在客户端上,我们必须优雅地处理这些重复的响应,而且RPC理应上是幂等的。

总结

RabbitMQ 官方NET教程(六)【RPC】

我们的RPC将像这样工作:

 当客户端启动时,它创建一个匿名独占回调队列。
对于RPC请求,客户端发送一个具有两个属性的消息:replyTo,它被设置为回调队列和correlationId,correlationId被设置为每个请求的唯一值。
请求被发送到rpc_queue队列。
RPC worker(aka:server)正在等待队列上的请求。 当请求出现时,它将执行该作业,并使用replyTo字段中的队列将结果发送回客户端。
客户端等待回调队列中的数据。 当信息出现时,它会检查correlationId属性。 如果它与请求中的值相匹配,则返回对应用程序的响应。

完整示例

斐波纳契任务:

private static int fib(int n)
{
if (n == 0 || n == 1) return n;
return fib(n - 1) + fib(n - 2);
}

我们声明我们的fibonacci函数。 它只假定有效的正整数输入。 (不要指望这个工作者可以为大数字量工作,这可能是最慢的递归实现可能)。

我们的RPC服务器RPCServer.cs的代码如下所示:

using System;
using RabbitMQ.Client;
using RabbitMQ.Client.Events;
using System.Text; class RPCServer
{
public static void Main()
{
var factory = new ConnectionFactory() { HostName = "localhost" };
using (var connection = factory.CreateConnection())
using (var channel = connection.CreateModel())
{
channel.QueueDeclare(queue: "rpc_queue", durable: false,
exclusive: false, autoDelete: false, arguments: null);
channel.BasicQos(0, 1, false);
var consumer = new EventingBasicConsumer(channel);
channel.BasicConsume(queue: "rpc_queue",
noAck: false, consumer: consumer);
Console.WriteLine(" [x] Awaiting RPC requests"); consumer.Received += (model, ea) =>
{
string response = null; var body = ea.Body;
var props = ea.BasicProperties;
var replyProps = channel.CreateBasicProperties();
replyProps.CorrelationId = props.CorrelationId; try
{
var message = Encoding.UTF8.GetString(body);
int n = int.Parse(message);
Console.WriteLine(" [.] fib({0})", message);
response = fib(n).ToString();
}
catch (Exception e)
{
Console.WriteLine(" [.] " + e.Message);
response = "";
}
finally
{
var responseBytes = Encoding.UTF8.GetBytes(response);
channel.BasicPublish(exchange: "", routingKey: props.ReplyTo,
basicProperties: replyProps, body: responseBytes);
channel.BasicAck(deliveryTag: ea.DeliveryTag,
multiple: false);
}
}; Console.WriteLine(" Press [enter] to exit.");
Console.ReadLine();
}
} /// /// Assumes only valid positive integer input.
/// Don't expect this one to work for big numbers, and it's
/// probably the slowest recursive implementation possible.
/// private static int fib(int n)
{
if (n == 0 || n == 1)
{
return n;
} return fib(n - 1) + fib(n - 2);
}
}

服务器代码相当简单:

 像往常一样,我们开始建立连接,通道和声明队列。
我们可能想要运行多个服务器进程。 为了在多个服务器上平均分配负载,我们需要在channel.basicQos中设置prefetchCount设置。
我们使用basicConsume访问队列。 然后我们注册一个传递处理程序,我们在其中进行工作并发回响应。

我们的RPC客户机的代码RPCClient.cs

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;
using RabbitMQ.Client;
using RabbitMQ.Client.Events; class RPCClient
{
private IConnection connection;
private IModel channel;
private string replyQueueName;
private QueueingBasicConsumer consumer; public RPCClient()
{
var factory = new ConnectionFactory() { HostName = "localhost" };
connection = factory.CreateConnection();
channel = connection.CreateModel();
replyQueueName = channel.QueueDeclare().QueueName;
consumer = new QueueingBasicConsumer(channel);
channel.BasicConsume(queue: replyQueueName,
noAck: true,
consumer: consumer);
} public string Call(string message)
{
var corrId = Guid.NewGuid().ToString();
var props = channel.CreateBasicProperties();
props.ReplyTo = replyQueueName;
props.CorrelationId = corrId; var messageBytes = Encoding.UTF8.GetBytes(message);
channel.BasicPublish(exchange: "",
routingKey: "rpc_queue",
basicProperties: props,
body: messageBytes); while(true)
{
var ea = (BasicDeliverEventArgs)consumer.Queue.Dequeue();
if(ea.BasicProperties.CorrelationId == corrId)
{
return Encoding.UTF8.GetString(ea.Body);
}
}
} public void Close()
{
connection.Close();
}
} class RPC
{
public static void Main()
{
var rpcClient = new RPCClient(); Console.WriteLine(" [x] Requesting fib(30)");
var response = rpcClient.Call("30");
Console.WriteLine(" [.] Got '{0}'", response); rpcClient.Close();
}
}

客户端代码涉及:

 我们建立一个连接和通道,并声明一个独占的'callback'队列作为回复。
我们订阅'callback'队列,以便我们可以接收RPC响应。
我们的call方法使得实际的RPC请求。
在这里,我们首先生成一个唯一的correlationId数字并保存它 - while循环将使用此值来捕获适当的响应。
接下来,我们发布请求消息,其中包含两个属性:replyTo和correlationId。
在这一点上,我们可以坐下来等待适当的响应到达。
while循环正在做一个非常简单的工作,对于每个响应消息,它检查correlationId是否是我们正在寻找的。 如果是这样,它会保存响应。
最后,我们将响应返回给用户。

使客户端请求:

var rpcClient = new RPCClient();

Console.WriteLine(" [x] Requesting fib(30)");
var response = rpcClient.Call("30");
Console.WriteLine(" [.] Got '{0}'", response); rpcClient.Close();

我们的RPC服务现在已经准备就绪。 我们可以启动服务器:

cd RPCServer
dotnet run
# => [x] Awaiting RPC requests

运行客户端请求fibonacci数字:

cd RPCClient
dotnet run
# => [x] Requesting fib(30)

这里提出的设计不是RPC服务的唯一可能的实现,而是具有一些重要的优点:

 如果RPC服务器太慢,可以通过运行另一个RPC服务器进行扩展。 尝试在新的控制台中运行第二个RPCServer。
在客户端,RPC需要发送和接收一条消息。 不需要同步调用,如queueDeclare。 因此,RPC客户端只需要一个网络往返单个RPC请求。

我们的代码仍然非常简单,不会尝试解决更复杂(但重要的)问题,如:

 如果没有服务器运行,客户端应该如何反应?
客户端是否需要RPC的某种超时时间?
如果服务器发生故障并引发异常,应该将其转发给客户端?
在处理之前防止无效的传入消息(例如检查边界,类型)。
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