MySql实现事务型消息队列以及php多进程消费设计

摘要：因公司业务需要，最近在设计一个通用队列功能模块，主体要求两大点用实现事务型消息队列当然，主流的队列服务可使用或者等，此处讨论的是实现多进程消费队列消息用实现事务型消息队列消息队列的作用有异步化解耦和消除峰值等。

因公司业务需要，最近在设计一个通用队列功能模块，主体要求两大点：

用MySql实现事务型消息队列（当然，主流的队列服务可使用redis或者rabbitmq等，此处讨论的是mysql实现）

php多进程消费队列消息

消息队列的作用有：异步化、解耦和消除峰值等。目前异步化对于我来说使用最频繁，在很多业务场景下，我们可以将实时性要求较低的请求转为异步处理，减小系统负载压力，提高系统稳定性。在离线数据异步处理过程中，消息队列要满足以下要求：

消息不能丢失，即使在系统失败的情况下。消息一旦被插入就一定会被至少处理一次（只被处理一次是最好的，但是实现起来有难度，所以只要求at-least-once semantic）；

FIFO顺序。（mysql id自增可满足此特性。当然，可以设计特殊参数做特殊处理）

支持多生产者（mysql支持并发操作，支持此特点）

支持多消费者。每个消息只能被其中一个消费者处理（业务的处理需要考虑幂等性）。

以上是队列实现的说明，具体用MySql实现事务型消息队列可以参考文章
https://spockwangs.github.io/...

此次设计的表结构如下：

CREATE TABLE `comom_queue` (
  `id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT "自增id",
  `type` tinyint(4) NOT NULL DEFAULT "0" COMMENT "队列类型，代码业务备注",
  `conn_id` int(11) NOT NULL DEFAULT "0" COMMENT "消费者标识",
  `param_content` text COMMENT "队列入参",
  `callback` varchar(255) NOT NULL DEFAULT "" COMMENT "队列消费回调函数",
  `status` tinyint(2) NOT NULL DEFAULT "0" COMMENT "0新建 1消费中 2成功 3失败 4需重试",
  `create_time` int(11) NOT NULL DEFAULT "0" COMMENT "创建时间",
  `update_time` int(11) NOT NULL DEFAULT "0" COMMENT "状态变更时间",
  `preexec_time` int(11) NOT NULL DEFAULT "0" COMMENT "预消费时间",
  `p_key` varchar(100) NOT NULL DEFAULT "" COMMENT "业务唯一标识key，查询用",
  `mark` varchar(255) NOT NULL DEFAULT "" COMMENT "备注",
  PRIMARY KEY (`id`),
  KEY `indx_s` (`p_key`,`type`) USING BTREE,
  KEY `indx_exec` (`conn_id`,`status`) USING BTREE,
  KEY `indx_ty` (`type`) USING BTREE
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8;

说明下几个字段的设计：

callback 队列中不同的业务消息有不同的业务处理，利用callback值回调对应的业务方法

type 队列业务类型，区分不同的业务，可用不同的消费者分开消费。在FIFO的特点外，可多带带开消费者对有特殊要求（消息优先级高）的业务消息进行消费

preexec_time 预消费时间，有的业务消息有消费时间要求，可设置出队列时间

此次php多进程的实现依赖pcntl，posix扩展，读者可自行检查是否安装了此拓展。queue队列服务设计和实现包括以下功能点：

主进程和子进程的运行时间可配

主进程（master进程）创建和监听子进程行为

创建定时器信号，主进程（master进程）定时监听队列信息，可用于消息堆积通知等

子进程（worker进程）消费消息

针对不同的业务消息可配置不同数量的子进程

各个业务子进程数可配置正常拉起数和最大进程数，根据队列积压情况，子进程动态启动进程数（暂未实现，后续添加）

不多说了，直接看代码，抽离出来的queue服务类代码如下：

 "process_num"]
    protected $child   = []; // 子进程pid数组
    protected $result  = []; // 计算的结果
    protected $overTime = 0; //主进程超时时间
    protected $startTime; //主进程运行时间
    protected $childOverTime = 3600; //子进程超时时间
    protected $alarm_time = 2;
    public function __construct($process = [], $overTime = 0, $childOverTime = 3600)
    {
        if (!function_exists("pcntl_fork")) {
            die("pcntl_fork not existing");
        }
        $this->process  = $process;
        $this->overTime = $overTime;
        $this->childOverTime = $childOverTime;
        $this->startTime = time();
    }
    /**
     * 设置子进程
     */
    public function setProcess($process)
    {
        $this->process = $process;
    }

    /**
     * 设置检测时间间隔 单位s
     */
    public function setAlarmTime($time){
        $this->alarm_time = $time;
    }

    /**
     * fork 子进程
     */
    protected function forkProcess()
    {
        //循环创建每个type 的消费子进程
        $process  = $this->process;
        foreach($process as $key => $num) {
            for ($i = 0; $i < $num; $i++){
                $this->forkOneProcess($key);
            }
        }
        return $this;
    }

    /**
     * 创建子进程操作
     * @param $key
     * @return $this
     */
    private function forkOneProcess($key)
    {
        $pid = pcntl_fork();
        if ($pid == 0) {
            $id = getmypid();
            $this->processDo($id, $key);
            exit(0);
        } else if ($pid > 0) {
            //记录子进程信息
            $childProcess = array(
                "pid" => $pid,
                "type" => $key,
                "create_time" => time()
            );
            $this->child[$pid] = $childProcess;
        }
        return $this;
    }

    /**
     * 子进程做的事情,消费者
     */
    abstract protected function processDo($id, $key);

    /**
     * 队列数量检测
     */
    abstract protected function checkQueueNum();

    /**
     * 等待子进程结束
     */
    protected function waiteProcess()
    {
        while(count($this->child)) {
            foreach($this->child as $pid => $item){
                $res = pcntl_waitpid($pid,$status,WNOHANG);
                pcntl_signal_dispatch();
                if ( -1 == $res || $res > 0 ) {
                    unset($this->child[$pid]);
                    echo "pid $pid 退出", PHP_EOL;
                    //判断主进程是否超时 未超时拉起新的子进程
                    $leftTime = time() - $this->startTime;
                    if ($this->overTime > $leftTime){
                        $this->forkOneProcess($item["type"]);
                        echo "创建新进程", PHP_EOL;
                    }
                }//判断子进程是否存在且超时，超过时限20分钟则强制退出
                elseif (posix_kill($pid, 0) && (time() - $item["create_time"] - 20*60) > $this->childOverTime){
                    posix_kill($pid, SIGUSR1);
                    echo "pid $pid 退出2", PHP_EOL;
                }
            }
        }

        return $this;
    }

    /**
     * 队列检测
     */
    protected function timeHandler(){
        $this->checkQueueNum();
        pcntl_alarm($this->alarm_time);
    }

    /**
     * 启动
     */
    public function runProcess() {
        //注册信号
        pcntl_signal(SIGALRM, array($this, "timeHandler"));
        pcntl_alarm($this->alarm_time);
        $leftTime = time() - $this->startTime;
        while(($this->overTime ==0 || $this->overTime > $leftTime)){
            echo "新进程processlist", PHP_EOL;
            $this->forkProcess()->waiteProcess();
            $leftTime = time() - $this->startTime;
        }
    }
}

最后一个功能点：各个业务子进程数可配置正常拉起数和最大进程数，根据队列积压情况，子进程动态启动进程数 暂未实现。目前的queue服务设计如上，请各位看官多多指教！