一、队列使用场景：为什么需要队

    在web开发中，我们经常会遇到需要处理批量任务的时候，这些批量任务可能是用户提交的，也可能是当系统被某个事件触发时需要进行批量处理的，面对这样的任务，如果是用户提交的批量任务，初级程序员只能让用户触发提交动作后，等待服务器处理完毕，并且将结果返回到浏览器，期间用户不能关掉浏览器窗口，如果数据比较大，或者处理速度比较慢，那用户体验将会因此受到直接影响。但是当我们使用某讯或者某浪的邮箱时，点击群发邮件之后，只需等待很短的时间，浏览器提示提交成功，正在发送之类的信息时，用户就可以关掉浏览器，稍后，收件地址栏里的邮箱将陆续收到该群发邮件，再比如群发定时邮件，以及当商城系统中有客户下单，客户，客服，仓库等相关人员收到订单邮件信息。诸如此类，队列的应用范围是如此之广。

二、普通工程师的解决方案和架构师的解决方案

方案1：建表存邮件，消息等，用定时程序取出发送。

方案2：抽象到更高一层，开发一套通用异步处理队列适用于任何复杂的业务逻辑

那么，作为架构师，使用队列的做法，将抽象层和业务层分离，可具有良好的扩展性和可维护性。相比较而言就高明了许多，下面就我们介绍一下自定义队列的实现思路和方法。

三、队列总体设计

1：需要队列程序，提供加入队列接口和取队列接口等

2：需要存储队列，文件或者数据库

3：需要定时程序取出队列并执行

4：其它扩展功能：优先级，日志，定时等

代码的目录结构如下，每个文件的作用用//注释来标明

|--addTask.php              //添加任务到队列的例子

|--cronMission.php        //定时任务调度程序,例如linux中受crontab直接调用的文件，业务逻辑工程师可以在这个文件中灵活定义自己的队列任务，从而不用每个队列任务都需要上服务器修改crontab，从而在安全性，便捷性方面有很大提高

|--db.php                      //数据库操作

|--db.sql                       //建立队列需要用到的基本表结构

|--doQueue.php             //执行队列任务

|--Queue.class.php         //队列核心业务在这里定义，包括将任务加入队列，读队列，更改队列任务状态

|--sendMsg.php             //队列要实现具体任务的业务接口，比如现有系统的发送消息的接口，这里例子中因为将此队列程序和现有系统系统集成，用写入日志来演示

四、队列具体实现一：建任务存储表

1：

先来个最基本的：

CREATE TABLE `queue` (
id int(11) NOTNULL auto_increment primary key,
taskphpvarchar(128) NOT NULL default ‘‘,
param text notnull default ‘‘,
status tinyintnot null default 0,
ctime timestampNOT NULL default CURRENT_TIMESTAMP,
KEY (ctime)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8;

字段解释：

taskphp：处理业务的接口文件

param：处理业务的接口文件需要接收的参数

status：任务处理状态，0为未处理，处理完毕更改为1

五、队列具体实现二：定义调用接口

<?php
/**
优才网公开课示例代码
*
任务队列实现
*
@author 优才网全栈工程师教研组  张友林
@see http://www.ucai.cn
*/
 
include_once(‘db.php‘);
class Queue
{
 
/**
把任务扔到队列
*
* @param string$taskphp     执行任务的程序
* @param string$param              执行任务程序所用的参数
 
例如，群发消息加入队列：
$arr = array(
"uid" => 4,//发信息的人的UID
"uids" =>array(6,234,34,67,7888,2355), //接收信息的人的UID
"content" => ‘xxxxx‘,//信息内容
);
$cqueue = new Queue();
$cqueue->add("/app/send_msg.php",serialize($arr));
*
*/
public functionadd($taskphp,$param)
{
$taskphp =mysql_real_escape_string($taskphp);
//$param =mysql_real_escape_string($param);
$param = $param;
$sql ="insert into queue (taskphp, param) values(‘".$taskphp."‘,‘".$param."‘)";
$re =execute($sql);
if ($re)
{
$pid =mysql_insert_id();
return $pid;
}
else
{
return false;
}
}
 
 
/**
读取任务队列
*
* @param string$limit  一次取多少条
*/
public functiongetQueueTask($limit = 1000)
{
$limit =(int)$limit;
$sql ="select id, taskphp, param from queue where status = 0 order by id asc";
$re =query($sql);
return $re;
}
 
/**
更新任务状态
*
* @param string $limit  一次取多少条
*/
public functionupdateTaskByID($id)
{
$id = (int)$id;
$mtime = time();
$sql ="update queue  set status =1, mtime= ".$mtime." where id = ".$id;
$re =execute($sql);
return $re;
}
 
 
public staticfunction a2s($arr)
{
$str ="";
foreach ($arr as$key => $value)
{
if(is_array($value))
{
foreach ($valueas $value2)
{
$str .=urlencode($key) . "[]=" . urlencode($value2) . "&";
}
}
else
{
$str .=urlencode($key) . "=" . urlencode($value) . "&";
}
}
return $str;
}
 
public staticfunction s2a($str)
{
$arr = array();
parse_str($str,$arr);
return $arr;
}
 
}
 
?>
 
$cqueue = new Queue();

1、加入队列接口

//$param1 为执行任务的程序，$param2 为程序参数，可以为序列化的数据

$cqueue->add($param1,$param2);

2、读取队列接口

$tasks = $cqueue->getQueueTask($limit =1000);

3、更新任务状态

$cqueue->updateTaskStatus($id);

4、a2s是自定义的一个数组转换字符串方法，这里不要使用json_encode，容易出现问题，同样，从数据库中取出转换为数组的时候，使用s2a方法

$re =$cqueue->add("sendMsg.php", Queue::a2s($arr));

六、队列具体实现三：写执行队列的程序

根据设计，执行队列的程序文件是 do_queue.php ，它的主要功能是把任务从队列表里取出来，并且在后台执行。

do_queue.php部分代码：
$phpcmd = exec("which php");     //查找到php安装位置
$cqueue = new Queue();
$tasks = $cqueue->getQueueTask(200);
foreach ($tasks as $t)
{
$taskphp =$t[‘taskphp‘];
$param =$t[‘param‘];
$job = $phpcmd ." " . escapeshellarg($taskphp) . " " .escapeshellarg($param);
system($job);
}

七、具体任务的业务实现

    还是拿群发消息来做例子，我们需要写好一个群发消息的程序，这个程序接收事先定义好的参数，然后根据参数调用发消息的接口把消息发送出去。

这个一般由做业务功能的工程师实现。但是架构师事先得写文档例子，教会别人使用

send_msg.php：
 
$para = $argv[1];
$arr = unserialize($para);
$cmessage = new Message();
foreach($arr[‘uids‘] as $touid)
{
$cmessage->send($arr[‘uid‘],$touid, $arr[‘content‘]);
}

八、服务器部署一：配置crontab

    咱们执行队列的程序都写好了，这个程序怎么触发呢，当然就要用到linux的定时任务，每隔一定的时间，执行do_queue.php一次。但是呢，这里不是直接调用do_queue.php，咱们再提高一层，加个调度程序cron_mission.php，在cron_mission.php里面调用do_queue.php

配置定时任务 crontab：

crontab –e

* * * * * cd /ucai/schedule; php cron_mission.php >> cron_mission.log

#可以先使用crontab -l查看本机已经使用的定时任务

九、服务器部署二：写定时任务调度程序

思路：将定时任务写入到任务调度程序cron_mission.php中，这样可以在cron_mission.php中灵活控制队列任务。相比较直接通过crontab控制doQueue.php而言，避免了频繁修改服务器上的crontab，从安全，便于维护等角度来说，都是上策。

cron_mission.php 示例：

if ($minute % 5 == 0)
{
if(chdir($site_dir."app/")){
$cmd = "$phpcmddo_queue.php > do_queue.log &";
echo ‘[‘ , $ymd, ‘ ‘ , $hour , ‘:‘ , $minute , ‘] ‘ , $cmd , "\n";
system($cmd);
}
}

十、开启多进程并发执行队列

思路：对任务序列进行编号，数据库中执行的时候

where条件加上id%每个队列要执行任务总数=队列编号

这样可以避免重复处理

例如：每个进程执行10条任务，修改如下

1、定时任务的修改

修改前：

if ($minute % 5 == 0)
{
if(chdir($site_dir."app/")){
$cmd ="$phpcmd do_queue.php > do_queue.log &";
echo ‘[‘ , $ymd, ‘ ‘ , $hour , ‘:‘ , $minute , ‘] ‘ , $cmd , "\n";
system($cmd);
}
}

修改后：

if ($minute % 5 == 0)
{
for ($i=0; $i < 10; $i++) { 
$cmd ="$phpcmd doQueue.php 10 $i>>doQueueMission".date(‘Y-m-d‘).".log ";
echo  date("Y-m-d H:i:s") . "\t :" .$cmd."\n";
system($cmd);
}
}

//每次进行10个进程，$i来区分是当前的进程标示

2、队列执行程序的修改

修改前：

$phpcmd =‘D:\work\wamp\bin\php\php5.3.10\php ‘;
$cqueue = new Queue();
$tasks = $cqueue->getQueueTask(200);

修改后：

$phpcmd =‘D:\work\wamp\bin\php\php5.3.10\php ‘;
$total=$argv[1];
$i=$argb[2];
$cqueue = new Queue();
$tasks = $cqueue->getQueueTask($total,$i,200);

3、取队列接口的修改

修改前：

public function getQueueTask($limit = 1000)
{
$limit =(int)$limit;
$sql ="select id, taskphp, param from queue where status = 0 order by id asc";
$re =query($sql);
return $re;
}

修改后：

public function getQueueTask($total,$i,$limit = 1000)
{
$limit =(int)$limit;
$sql ="select id, taskphp, param from queue where status = 0 and id%$total=$i orderby id asc";
$re =query($sql);
return $re;
}

4、需要关注服务器压力

进程数定为多少，取决于服务器压力

十一、实现任务优先级

1、任务存储表加优先级字段

在数据表里，加一个优先级字段，按字段值的数值大小来区分优先级

2、修改取队列任务接口，按优先级取

同样是在sql语句中增加order by

十二、记录队列日志

1、关键地方加echo

2、shell脚本的>>和>的各自作用

总结：

    我们这里的队列实现借助了服务器的计划任务来实现，例如linux中的crontab，这本身是linux系统中的一个程序，平时我们还可以使用他来进行定时执行.sh脚本，例如将数据库备份打包并ftp传送到指定服务器上，这个功能不需要借助php脚本，直接用.sh脚本就可以实现。在这里我们巧妙的将crontab和php脚本结合，并且使用crontab来不断调用一个队列调度接口cronMission.php，再通过cronMission.php直接来控制具体什么时候或者是满足什么条件来执行什么队列任务。

这里面几个需要注意的地方

1、往数据库中存取数据时，不要直接使用json_encode或者json_decode，容易造成一些意外问题，在代码中，我们定义了a2s和s2a两个方法，分别是处理数组转为字符串，和从数据库中读取字符串后转为数组。

2、当任务量比较大，同时服务器负载又没有充分利用的时候，可以使用多进程并发处理，在并发处理的时候需要考虑一个问题，就是如何避免重复，在这里我们使用了，对队列任务进行标记，每次从数据库中读取一个进程需要处理的一批任务，使用数据库中id与批次标示取余等于0的方法来区分，避免不同批次的队列，重复处理相同任务。（上面步骤10中有具体实现）