Celery：进一步探索

一、创建Celery专用模块

对于大型项目，一般需要创建一个专用模块，便于管理。

1.1 模块结构

proj/__init__.py
    /celery.py
    /tasks.py

proj/celery.py

from celery import Celery

app = Celery('proj',
             broker='amqp://',
             backend='rpc://',
             include=['proj.tasks'])

app.conf.update(
    result_expires=3600,
)

# include参数是 worker 进程启动时要导入的模块的列表。需要在此处添加我们的任务模块，以便 workers 能够找到我们的任务。

proj/tasks.py

from .celery import app

@app.task
def add(x, y):
    return x + y

@app.task
def mul(x, y):
    return x * y

@app.task
def xsum(numbers):
    return sum(numbers)

1.2 启动 worker 进程

$ celery -A proj worker -l INFO

  • Concurrency：是用于同时处理任务的最大工作进程数，默认是CPU核心数，详情见celery worker -c。Celery还支持使用Eventlet，Gevent并在单个线程中运行（请参阅Concurrency）
  • task events：是否发送Celery的监控信息，用于如Flower之类的实时监控程序，详见Monitoring and Management guide.
  • queues：worker进程可以拿取任务的队列集合，可以规定worker一次从多个队列中拿取任务，定制更高级的生产者消费者模型时参见Routing Guide、Workers Guide.

1.3 停止 worker 进程

当worker进程已经在前台运行时，使用 Control-c 即可停止运行。

1.4 后台运行 worker 进程

在生产环境，一般将Celery worker在后台运行，且使用celery multi命令在后台启动一个或多个worker进程。

启动：

$ celery multi start w1 -A proj -l INFO

重启：

$ celery  multi restart w1 -A proj -l INFO

停止：

# 停止，但不会等待工作程序关闭
$ celery multi stop w1 -A proj -l INFO

# 停止，并确保在退出之前已完成所有当前正在执行的任务
$ celery multi stopwait w1 -A proj -l INFO

详情见 daemonization tutorial.

二、调用 Celery 任务

可以使用delay()函数调用任务：

>>> from proj.tasks import add
>>> add.delay(2, 2)

delay()方法实际上是apply_async()方法的快捷方式：

>>> add.apply_async((2, 2))

使用apply_async()方法可以指定选项，如运行时间，应发送到的队列等：

>>> add.apply_async((2, 2), queue='lopri', countdown=10)
# 任务将被发送到名为的队列中lopri，并且任务将最早在消息发送后10秒钟执行

若直接应用任务将在当前进程中执行任务，不会发送任何消息：

>>> add(2, 2)
4

使用上述三种方法组成了 Celery 任务调用的API接口， Calling User Guide 中有更详尽的描述。

三、查看任务状态

每个任务调用都将被赋予一个唯一的标识符（UUID）即任务ID：

>>> res.id
d6b3aea2-fb9b-4ebc-8da4-848818db9114

result.get()出错时默认情况下会抛出异常，传递propagate参数可以不抛出异常，而是返回一个异常对象

>>> res.get(propagate=False)
TypeError("unsupported operand type(s) for +: 'int' and 'str'")

查看任务执行结果：

>>> res.failed()
True

>>> res.successful()
False

>>> res.state
'FAILURE'
  • 关于查看任务状态的详细设置： States
  • 关于执行任务的详细设置： Calling Guide

四、设计任务工作流

4.1 函数签名

是有我们可能希望将一个 “任务调用” 传递给另一个进程，或者作为另一个函数的参数，于是Celery为此使用了一种称为signature的函数。它包装单个“ 任务调用” 的参数和执行选项，这个 signature 可以传递给函数，甚至可以序列化并通过网络发送。

创建一个任务签名：

>>> add.signature((2, 2), countdown=10)
tasks.add(2, 2)

# 快捷方式：
>>> add.s(2, 2)
tasks.add(2, 2)

一个签名也是一个任务，也可以调用delay和apply_async方法执行，区别在于签名可能已经指定了参数签名，完整的签名可以直接执行：

>>> s1 = add.s(2, 2)
>>> res = s1.delay()
>>> res.get()
4

也可以创建不完整的签名，在在调用签名时补全其他参数（重复的参数会被新参数替代）：

>>> s2 = add.s(2)
>>> res = s2.delay(8)
>>> res.get()
10

所以，创建一个函数签名到底用来干啥呢？下面要说的 canvas 原语会用到。

4.2 原语

所谓原语，一般是指由若干条指令组成的程序段，用来实现某个特定功能，在执行过程中不可被中断。我们执行异步任务时，也可能会遇到这样的业务场景，即一组任务要么全部成功，要么全部失败。 canvas 原语就是用来定义这一组任务的执行，通过多种方式组合它们以构成复杂的工作流程。

canvas 原语包括以下六种：

Groups

一个 group 会并行调用任务列表，返回一个特殊的结果实例，该实例让我们可以将结果作为一个组进行检查，并按顺序检索返回值。

>>> from celery import group
>>> from proj.tasks import add

>>> group(add.s(i, i) for i in range(10))().get()
[0, 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18]

使用不完整签名函数的group：

>>> g = group(add.s(i) for i in range(10))
>>> g(10).get()
[10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19]

Chains

链式调用，前者的结果作为后者的一个输入：

>>> from celery import chain
>>> from proj.tasks import add, mul

# (4 + 4) * 8
>>> chain(add.s(4, 4) | mul.s(8))().get()
64

partial chain:

>>> # (? + 4) * 8
>>> g = chain(add.s(4) | mul.s(8))
>>> g(4).get()
64

可以直接省略chain关键字：

>>> (add.s(4, 4) | mul.s(8))().get()
64

Chords

chords 用于调用一个 group 的结果：

>>> from celery import chord
>>> from proj.tasks import add, xsum

>>> chord((add.s(i, i) for i in range(10)), xsum.s())().get()
90

一个连接到 group 的 chain 会自动转化为一个chord：

>>> (group(add.s(i, i) for i in range(10)) | xsum.s())().get()
90

由于原语都是用签名函数，所以可以随意组合，如：

>>> upload_document.s(file) | group(apply_filter.s() for filter in filters)

有关工作流程的更多信息：Canvas

五、路由

Celery支持AMQP协议提供的所有路由功能，也支持简单的路由规则，即：将消息发送的指定的队列。

task_routes参数可以按名称路由任务，并将所有内容集中在一个位置：

app.conf.update(
    task_routes = {
        'proj.tasks.add': {'queue': 'hipri'},
    },
)

然后，可以让 worker进程 在指定的队列中拿取任务：

$ celery -A proj worker -Q hipri

还可以为 worker进程 指定多个队列，例如让 worker进程 从 hipri队列 和 默认队列 中拿取任务（由于历史原因，celery队列就是默认队列）：

$ celery -A proj worker -Q hipri,celery

队列的顺序无关紧要，因为 worker进程 将给予队列同等的权重，要了解有关路由的更多信息，包括充分利用AMQP路由功能，参阅Routing Guide。

六、远程监控

如果使用RabbitMQ，Redis或Qpid作为代理，则可以在运行时监控 worker进程。

例如，可以查看worker进程当前正在执行的任务：

$ celery -A proj inspect active

这是通过使用广播消息传递实现的，因此群集中的每个 worker 都将接收所有远程控制命令。如果未提供目的地，那么每个 worker 都会响应并回复请求，使用--destination选项指定一个或多个 worker 对请求执行操作，这是 worker 主机名的逗号分隔列表：

$ celery -A proj inspect active [email protected]

其他更多监控命令，参考Monitoring Guide

七、时区

Celery内部和消息默认使用UTC时区，当 worker 收到一条消息（例如设置了倒计时）时，它将该UTC时间转换为本地时间。如果希望使用与系统时区不同的时区，则必须使用以下timezone设置进行配置：

app.conf.timezone = 'Asia/Shanghai'

八、进一步优化

默认配置未针对吞吐量进行优化，默认情况下，它尝试在许多短期任务和较少的长期任务之间折衷，即吞吐量和公平调度间的折衷。

如果有严格的公平调度要求，或者要针对吞吐量进行优化，参阅Optimizing Guide。

如果使用RabbitMQ，则可以安装librabbitmq模块，这是用C实现的AMQP客户端：

$ pip install librabbitmq
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