異步任務神器 Celery－入門
一、Celery入門介紹
在程序的運行過程中，我們經常會碰到一些耗時耗資源的操作，為了避免它們阻塞主程序的運行，我們經常會采用多線程或異步任務。比如，在 Web 開發中，對新用戶的注冊，我們通常會給他發一封激活郵件，而發郵件是個 IO 阻塞式任務，如果直接把它放到應用當中，就需要等郵件發出去之后才能進行下一步操作，此時用戶只能等待再等待。更好的方式是在業務邏輯中觸發一個發郵件的異步任務，而主程序可以繼續往下運行。
Celery 是一個強大的分布式任務隊列，它可以讓任務的執行完全脫離主程序，甚至可以被分配到其他主機上運行。我們通常使用它來實現異步任務（async task）和定時任務（crontab）。它的架構組成如下圖：
可以看到，Celery 主要包含以下幾個模塊：
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任務模塊 Task
包含異步任務和定時任務。其中，異步任務通常在業務邏輯中被觸發并發往任務隊列，而定時任務由 Celery Beat 進程周期性地將任務發往任務隊列。
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消息中間件 Broker
Broker，即為任務調度隊列，接收任務生產者發來的消息（即任務），將任務存入隊列。Celery 本身不提供隊列服務，官方推薦使用 RabbitMQ 和 Redis 等。
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任務執行單元 Worker
Worker 是執行任務的處理單元，它實時監控消息隊列，獲取隊列中調度的任務，并執行它。
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任務結果存儲 Backend
Backend 用于存儲任務的執行結果，以供查詢。同消息中間件一樣，存儲也可使用 RabbitMQ, Redis 和 MongoDB 等。
二、異步任務Celery快速入門
使用 Celery 實現異步任務主要包含三個步驟：
- 創建一個 Celery 實例
- 啟動 Celery Worker
- 應用程序調用異步任務
1、安裝Celery
為了簡單起見，對于 Broker 和 Backend，這里都使用 redis。在運行下面的例子之前，請確保 redis 已正確安裝，并開啟 redis 服務，當然，celery 也是要安裝的。可以使用下面的命令來安裝 celery 及相關依賴：
$ pip install 'celery[redis]'
2、創建 Celery 實例
將下面的代碼保存為文件 tasks.py：
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# -*- coding: utf-8 -*-
import time
from celery import Celery
broker = 'redis://127.0.0.1:6379'
backend = 'redis://127.0.0.1:6379/0'
app = Celery('my_task', broker=broker, backend=backend)
def add(x, y):
time.sleep(5) # 模擬耗時操作
return x + y
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上面的代碼做了幾件事：
- 創建了一個 Celery 實例 app，名稱為
my_task； - 指定消息中間件用 redis，URL 為
redis://127.0.0.1:6379； - 指定存儲用 redis，URL 為
redis://127.0.0.1:6379/0； - 創建了一個 Celery 任務
add，當函數被@app.task裝飾后，就成為可被 Celery 調度的任務；
3、啟動 Celery Worker
在當前目錄，使用如下方式啟動 Celery Worker：
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$ celery worker -A tasks.app --loglevel=info
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其中：
- 參數
-A指定了 Celery 實例的位置，本例是在tasks.py中，Celery 會自動在該文件中尋找 Celery 對象實例，當然，我們也可以自己指定，在本例，使用-A tasks.app； - 參數
--loglevel指定了日志級別，默認為 warning，也可以使用-l info來表示；
在生產環境中，我們通常會使用 Supervisor 來控制 Celery Worker 進程，這篇博客，不介紹Supervisor，其實也簡單，是一個控制進程的工具，還有可視化界面，之后會寫一篇博客來介紹Celery實戰，并用上Supervisor。
啟動成功后，控制臺會顯示如下輸出：
4、調用任務
現在，我們可以在應用程序中使用 delay() 或 apply_async() 方法來調用任務。
在當前目錄打開 Python 控制臺，輸入以下代碼：
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<AsyncResult: 2272ddce-8be5-493f-b5ff-35a0d9fe600f>
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在上面，我們從 tasks.py 文件中導入了 add 任務對象，然后使用 delay() 方法將任務發送到消息中間件（Broker），Celery Worker 進程監控到該任務后，就會進行執行。我們將窗口切換到 Worker 的啟動窗口，會看到多了兩條日志：
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[2016-12-10 12:00:50,376: INFO/MainProcess] Received task: tasks.add[2272ddce-8be5-493f-b5ff-35a0d9fe600f]
[2016-12-10 12:00:55,385: INFO/PoolWorker-4] Task tasks.add[2272ddce-8be5-493f-b5ff-35a0d9fe600f] succeeded in 5.00642602402s: 10
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這說明任務已經被調度并執行成功。
另外，我們如果想獲取執行后的結果，可以這樣做：
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False
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True
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在上面，我們是在 Python 的環境中調用任務。事實上，我們通常在應用程序中調用任務。比如，將下面的代碼保存為 client.py:
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# -*- coding: utf-8 -*-
from tasks import add
# 異步任務
add.delay(2, 8)
print 'hello world'
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運行命令 $ python client.py，可以看到，雖然任務函數 add 需要等待 5 秒才返回執行結果，但由于它是一個異步任務，不會阻塞當前的主程序，因此主程序并不會等待5秒再往下執行 print 語句，打印出結果。
三、使用配置
在上面的例子中，我們直接把 Broker 和 Backend 的配置寫在了程序當中，更好的做法是將配置項統一寫入到一個配置文件中，通常我們將該文件命名為 celeryconfig.py。Celery 的配置比較多，可以在官方文檔查詢每個配置項的含義。
下面，我們再看一個例子。項目結構如下：
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celery_demo # 項目根目錄
├── celery_app # 存放 celery 相關文件
│ ├── __init__.py
│ ├── celeryconfig.py # 配置文件
│ ├── task1.py # 任務文件 1
│ └── task2.py # 任務文件 2
└── client.py # 應用程序
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__init__.py 代碼如下：
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# -*- coding: utf-8 -*-
from celery import Celery
app = Celery('demo') # 創建 Celery 實例
app.config_from_object('celery_app.celeryconfig') # 通過 Celery 實例加載配置模塊
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celeryconfig.py 代碼如下：
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BROKER_URL = 'redis://127.0.0.1:6379' # 指定 Broker
CELERY_RESULT_BACKEND = 'redis://127.0.0.1:6379/0' # 指定 Backend
CELERY_TIMEZONE='Asia/Shanghai' # 指定時區，默認是 UTC
# CELERY_TIMEZONE='UTC'
CELERY_IMPORTS = ( # 指定導入的任務模塊
'celery_app.task1',
'celery_app.task2'
)
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task1.py 代碼如下：
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import time
from celery_app import app
def add(x, y):
time.sleep(2)
return x + y
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task2.py 代碼如下：
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import time
from celery_app import app
def multiply(x, y):
time.sleep(2)
return x * y
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client.py 代碼如下：
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# -*- coding: utf-8 -*-
from celery_app import task1
from celery_app import task2
task1.add.apply_async(args=[2, 8]) # 也可用 task1.add.delay(2, 8)
task2.multiply.apply_async(args=[3, 7]) # 也可用 task2.multiply.delay(3, 7)
print 'hello world'
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現在，讓我們啟動 Celery Worker 進程，在項目的根目錄下執行下面命令：
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celery_demo $ celery -A celery_app worker --loglevel=info
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接著，運行 $ python client.py，它會發送兩個異步任務到 Broker，在 Worker 的窗口我們可以看到如下輸出：
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[2016-12-10 13:51:58,939: INFO/MainProcess] Received task: celery_app.task1.add[9ccffad0-aca4-4875-84ce-0ccfce5a83aa]
[2016-12-10 13:51:58,941: INFO/MainProcess] Received task: celery_app.task2.multiply[64b1f889-c892-4333-bd1d-ac667e677a8a]
[2016-12-10 13:52:00,948: INFO/PoolWorker-3] Task celery_app.task1.add[9ccffad0-aca4-4875-84ce-0ccfce5a83aa] succeeded in 2.00600231002s: 10
[2016-12-10 13:52:00,949: INFO/PoolWorker-4] Task celery_app.task2.multiply[64b1f889-c892-4333-bd1d-ac667e677a8a] succeeded in 2.00601326401s: 21
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delay 和 apply_async
在前面的例子中，我們使用 delay() 或 apply_async() 方法來調用任務。事實上，delay方法封裝了 apply_async，如下：
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def delay(self, *partial_args, **partial_kwargs):
"""Shortcut to :meth:`apply_async` using star arguments."""
return self.apply_async(partial_args, partial_kwargs)
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也就是說，delay 是使用 apply_async 的快捷方式。apply_async 支持更多的參數，它的一般形式如下：
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apply_async(args=(), kwargs={}, route_name=None, **options)
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apply_async 常用的參數如下：
- countdown：指定多少秒后執行任務
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task1.apply_async(args=(2, 3), countdown=5) # 5 秒后執行任務
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- eta (estimated time of arrival)：指定任務被調度的具體時間，參數類型是 datetime
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from datetime import datetime, timedelta
# 當前 UTC 時間再加 10 秒后執行任務
task1.multiply.apply_async(args=[3, 7], eta=datetime.utcnow() + timedelta(seconds=10))
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- expires：任務過期時間，參數類型可以是 int，也可以是 datetime
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task1.multiply.apply_async(args=[3, 7], expires=10) # 10 秒后過期
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更多的參數列表可以在官方文檔中查看。
四、定時任務
Celery 除了可以執行異步任務，也支持執行周期性任務（Periodic Tasks），或者說定時任務。Celery Beat 進程通過讀取配置文件的內容，周期性地將定時任務發往任務隊列。
讓我們看看例子，項目結構如下：
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celery_demo # 項目根目錄
├── celery_app # 存放 celery 相關文件
├── __init__.py
├── celeryconfig.py # 配置文件
├── task1.py # 任務文件
└── task2.py # 任務文件
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__init__.py 代碼如下：
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# -*- coding: utf-8 -*-
from celery import Celery
app = Celery('demo')
app.config_from_object('celery_app.celeryconfig')
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celeryconfig.py 代碼如下：
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# -*- coding: utf-8 -*-
from datetime import timedelta
from celery.schedules import crontab
# Broker and Backend
BROKER_URL = 'redis://127.0.0.1:6379'
CELERY_RESULT_BACKEND = 'redis://127.0.0.1:6379/0'
# Timezone
CELERY_TIMEZONE='Asia/Shanghai' # 指定時區，不指定默認為 'UTC'
# CELERY_TIMEZONE='UTC'
# import
CELERY_IMPORTS = (
'celery_app.task1',
'celery_app.task2'
)
# schedules
CELERYBEAT_SCHEDULE = {
'add-every-30-seconds': {
'task': 'celery_app.task1.add',
'schedule': timedelta(seconds=30), # 每 30 秒執行一次
'args': (5, 8) # 任務函數參數
},
'multiply-at-some-time': {
'task': 'celery_app.task2.multiply',
'schedule': crontab(hour=9, minute=50), # 每天早上 9 點 50 分執行一次
'args': (3, 7) # 任務函數參數
}
}
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task1.py 代碼如下：
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import time
from celery_app import app
def add(x, y):
time.sleep(2)
return x + y
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task2.py 代碼如下：
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import time
from celery_app import app
def multiply(x, y):
time.sleep(2)
return x * y
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現在，讓我們啟動 Celery Worker 進程，在項目的根目錄下執行下面命令：
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celery_demo $ celery -A celery_app worker --loglevel=info
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接著，啟動 Celery Beat 進程，定時將任務發送到 Broker，在項目根目錄下執行下面命令：
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celery_demo $ celery beat -A celery_app
celery beat v4.0.1 (latentcall) is starting.
__ - ... __ - _
LocalTime -> 2016-12-11 09:48:16
Configuration ->
. broker -> redis://127.0.0.1:6379//
. loader -> celery.loaders.app.AppLoader
. scheduler -> celery.beat.PersistentScheduler
. db -> celerybeat-schedule
. logfile -> [stderr]@%WARNING
. maxinterval -> 5.00 minutes (300s)
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之后，在 Worker 窗口我們可以看到，任務 task1 每 30 秒執行一次，而 task2 每天早上 9 點 50 分執行一次。
在上面，我們用兩個命令啟動了 Worker 進程和 Beat 進程，我們也可以將它們放在一個命令中：
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$ celery -B -A celery_app worker --loglevel=info
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Celery 周期性任務也有多個配置項，可參考官方文檔。
出處：http://www.rzrgm.cn/0zcl
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1.非系統的學習也是在浪費時間
2.做一個會欣賞美，懂藝術，會藝術的技術人
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