gearman学习笔记1

1、简介

      gearman是一个分布式开发框架，适合处理一些必须处理但是不影响主流程的操作，比如保存日志、发送邮件、缩略图片等。最早是基于perl语言的，2008年发布的时候改为C++语言开发，其开发接口支持多种语言，如PHP、Java、Python、Ruby等等语言。其优点是部署轻便，并且有负载均衡和持久化的功能，除了一些大型场景需要消息队列来处理，一般的问题可以通过gearman来处理。在php官方网站有相应的api文档，gearman的主站也有一些相应的信息。

     gearman的架构主要分为3个角色: client、job server、worker，大致如下：

     1）client:　服务的发起方，请求个gearman处理某个操作，可以是PHP、Java、Python和Ruby等

     2）job server: 服务的调度方，有两个作用，接受worker的请求，注册worker的处理函数，接受client的请求，将处理转向相应的worker。

     3）worker: 服务的处理方，向job server注册本身提供的服务，并接受Job server转发过来的请求，进行处理，可以用PHP、Java、Python、Ruby实现。

     图示如下

   

     可以看出gearman的架构是个非常简单轻量，job server只负责转发，worker只负责处理，你可以启动多个相同的worker，job server会自动把请求在这些worker中均衡分配，并且它们都是通过网络访问，可以分布到不同的机器上，所以可以大大提高系统的性能和扩展性。默认情况下，gearman将接收的job保存到内存中，速度非常快，但是在意外宕机的情况下，就会丢失一些job，这可以通过持久化来解决，gearman支持的持久化策略有很多，常见的有mysql、sqllite、postgresql这些关系数据库，还支持memcached。需要注意的是，持久化会降低gearman的处理速度，所以较好的方法是用memcached做持久化，当然持久化必须部署在不同的机器上，否则没有任何意义。不过memcached宕机了也什么都没有，如果对Job要求非常高，可以使用关系数据库，速度要稍微慢一些。

2、环境

     老式的平板，8核cpu，32G内存，CentOS 7

3、安装

     1）预先准备

     $ yum install gcc gcc-c++ php php-devel boost-devel libevent-devel gperf libuuid-devel   

     //安装mysql

     $ yum install mariadb-*

     //安装memcached

     $ wget http://www.memcached.org/files/memcached-1.4.25.tar.gz

     $  tar xvf memcached-1.4.25.tar.gz

     $ ./configure

     $ make

     $ make install

     //安装libmemcached

     $ wget https://launchpad.net/libmemcached/1.0/1.0.18/+download/libmemcached-1.0.18.tar.gz

     $  tar xvf libmemcached-1.0.18.tar.gz

     $ cd libmemcached-1.0.18

     $ ./configure

     $ make

     $ make install

     2）gearman

     $ wget https://launchpad.net/gearmand/1.2/1.1.12/+download/gearmand-1.1.12.tar.gz

     $  tar xvf gearmand-1.1.12.tar.gz

     $  cd gearmand-1.1.12

     $  ./configure

     $ make 

     $ make install

     要注意./configure的输出，按照上面的安装应该不会有什么问题，如果有，直接yum安装就可以了

     其输入最后是

   * CPP Flags:                  -fvisibility=hidden

   * LIBS:

   * LDFLAGS Flags:

   * Assertions enabled:        no

   * Debug enabled:             no

   * Warnings as failure:       no

   * Building with libsqlite3   no

   * Building with libdrizzle   yes

   * Building with libmemcached yes

   * Building with libpq        no

   * Building with tokyocabinet no

   * Building with libmysql     yes

   * SSL enabled:               no

   * cyassl found:              no

   * openssl found:             yes

   * make -j:                   3

   * VCS checkout:              no

   * sphinx-build:              :

需要注意后面的yes或者no，可以看出目前是支持libmemcached, libmysql，意味着持久化策略可以选择memcached和mysql

   //安装php扩展

   $ wget http://pecl.php.net/get/gearman-1.1.2.tgz

   $ cd gearman-1.1.2

   $ phpize

   $ ./configure

   $ make && make install

   $ vim /etc/php.ini

   [gearman]

   extension=gearman.so

   $ systemctl restart php-fpm

4、使用

   1）启动job server

   $ gearmand -d

   2）命令

   $ gearman -w -f wc -- wc -l

    //-w 代表启动worker模式, -f 代表函数，这里的名称是wc, --代表对应的函数为wc -l

   $ gearman -f wc </etc/passwd

    // 代表请求wc函数，参数是/etc/passwd的内容

   这里会返回/etc/passwd的行数，在97上是49

   这个命令其实和wc -l < /etc/passwd是一样的

   3）PHP使用

       来一个简单的例子，照搬官方文档

        //worker.php

<?php

$worker= new GearmanWorker();

$worker->addServer();

$worker->addFunction("reverse", "my_reverse_function");

while ($worker->work());

 

function my_reverse_function($job)

{

  $result = strrev($job->workload());

  echo $result."\n";

  return strrev($result);

}

?>

//client.php

<?php

$client= new GearmanClient();

$client->addServer();

print $client->doNormal("reverse", "Hello World!");

print "\n";

?>

先运行worker.php，然后运行client.php，显示结果如下

$ php worker.php

!dlroW olleH

$ php client.php

Hello World!

代码很容易看懂，在http://php.net/manual/zh/book.gearman.php有非常详细的解释，只简单说一下

GearmanWorker有个addServer和addServers方法，可以增加本worker关联的job server，无参数时是127.0.0.1:4730，可以手工指定，增加多个，同样GearmanClient也是一样，有这样的两个方法，也是一样的参数。

GearmanClient有doNormal和doBackground方法，前者会有返回值，后者是后台执行的，返回的是job handle，可以通过这个查询job的执行状态 。原理上前者是因为执行时client一直和job server保持了连接，后者在将要执行的服务增加到job server之后就断开了，不等待结果。

      这都是每次执行一个任务的方法，还有批量执行的方法，如下

      addTask()

      addTaskBackground()

      runTask();

      可以增加很多task，然后一直执行，增加task的方法较多，主要是区分优先级，具体可以参考官方文档。

5、压力测试和持久化存储

     gearman的使用很简单，基本已经说完了，其他的查查文档就可以了。

     测试程序

     //client1.php

<?php

$start = microtime(true);

echo "starting...", $start , "\n";

$gmc = new GearmanClient();

$gmc->addServer("127.0.0.1", 4730);

for ($i = 0; $i < 100000; $i++) {

     $gmc->addTaskBackground("reserve", "just test it", null, $i);

}

$gmc->runTasks();

$end =  microtime(true);

echo "end...", $end, "\n";

echo $end-$start,"\n";

//worker1.php

<?php

$gmw = new GearmanWorker();

$gmw->addServer("127.0.0.1", 4730);

$gmw->addFunction("reserve", function($job) {

     if ($job->unique() == 99999) {

          echo microtime(true), "\n";

     }

     return strrev($job->workload());

});

while($gmw->work());

     1）无持久化

      $php worker1.php

      $php client1.php

      多次运行之后，可以看出提交10万个任务，大约需要1.2秒，即每秒8.5万次，还可以看出worker反应要慢一些，因为他要执行之后才会有返回。

    2）memcached持久化

       $ memcached -d -u root

       $ pkill gearmand

       $ gearmand -d -q libmemcached --libmemcached-servers=127.0.0.1:11211

       $ php worker1.php

       $ php client1.php

多次运行之后，发现运行的很不稳定，从2秒到6秒都有，不过运行10次以上基本稳定在1.5秒到2秒之间，可以看出确实持久化会影响稳定性，对速度也有一定的影响。

   3）mysql持久化

       mysql> create database gearman;

       mysql> use gearman; 

       mysql> create table `gearman_queue` ( `unique_key` varchar(64) NOT NULL, `function_name` varchar(255) NOT NULL, `priority` int(11) NOT NULL, `data` LONGBLOB NOT NULL, `when_to_run` INT, PRIMARY KEY  (`unique_key`) );

       $ pkill gearmand

       $ gearmand -d -q MySQL --mysql-host=127.0.0.1 --mysql-port=3306 --mysql-user=root --mysql-password=YoTs97 --mysql-db=gearman --mysql-table=gearman_queue --verbose=INFO

       $ php worker1.php

       $ php client1.php

       多次运行之后，发现时间在2.7-3秒之间，每秒3-4万条，不过不稳定，运行一段时间之后，时间在20秒上下，每秒只有5000条，相当的慢，如果在不是很繁忙的情况下，考虑到持久化带来的好处，可以考虑用mysql做持久化。

    需要注意一下，gearmand只是在启动时检查持久化存储中的队列，如果持久化存储问题了，gearmand不会重新连接，会直接报错，所以需要密切关注持久化存储的状态。

6、较好的部署方式

   job server最好进行持久化，较好的选择是另一台机器上的memcache，worker可以分布到不同的机器上，可以针对worker的繁重程度，启动多个worker，job Server会自动将请求分配到不同的worker上。为避免单点问题，可以启动多个job server，woker同时多个job server上注册，可以通过失败转移的方式，及时切换到另外的Job server上，如果还有性能问题，可以考虑互相隔离的job server或者启用消息队列来处理。

7、supervisor解决进程意外中断，自动重启的问题

     可以看出在这个场景中，worker、job server、和memcached以及mysql都可能会出现问题，但是其功能很单一，只要重启就可以解决问题，可以用supervisor来解决。

     supervisor是一个python程序，也有nodejs版的，nodejs版主要是为了解决nodejs单线程模型出现问题则整个服务就中断的问题，这里的应用比较简单，用supervisor足矣。

     $ yum install python-setuptools

     $ easy_install supervisor

     $ echo_supervisord_conf > /etc/supervisord.conf

     在/etc/supervisord.conf最后增加如下内容

[program:memcached]

command=memcached -u root

user=root

autostart=true

autorestart=true

startsecs=1

[program:gearmand]

command=gearmand

user=root

autostart=true

autorestart=true

startsecs=1

[program:worker]

command=php /data/html/worker.php

user=root

autostart=true

autorestart=true

startsecs=1

[program:worker1]

command=php /data/html/worker.php

user=root

autostart=true

autorestart=true

startsecs=1

 

$ supervisord

$ supervisorctl status

gearmand                         RUNNING   pid 14124, uptime 0:00:05

memcached                        RUNNING   pid 14126, uptime 0:00:05

worker                           RUNNING   pid 14123, uptime 0:00:05

worker1                          RUNNING   pid 14125, uptime 0:00:05

为了让supervisord开机启动，在/etc/rc.local增加一行

/usr/bin/supervisord

 

需要注意的是，supervisord无法监控守护进程，会出现错误。

8、监控gearman： 使用Gearman Monitor

     下载文件到web服务器根目录，解压，composer安装模块，具体如下

     $ wget https://github.com/yugene/Gearman-Monitor/archive/master.zip

     $ unzip master.zip

     $ mv Gearman-Monitor-master/ gmm

     $ cd gmm

     $ composer install 

     浏览器访问：http://172.16.8.97:800/gmm，可以看到worker,client,queue的信息