异步任务的重要性

大家在做web项目的时候经常会遇到一些耗时的操作， 比如： 发送邮件、发送短信、生成pdf。这些操作在某些情况下需要立即返回结果给用户，但是可以在后台异步执行。

比如用户邮箱注册的时候， 在发送邮件的时候可以先把”已经发送激活邮件到邮箱”返回给用户， 同时把邮件发送任务提交到异步处理线程中。

现在介绍一款python写的专门用于处理异步任务的框架—celery。当然celery能完成的功能远不止异步任务， 还有一个很常用的功能—定时任务

celery的功能还包括：定义工作流、监控、任务流控制、资源泄露保护以及自定义用户组件等。

celery介绍

说明：
    最新版本的celery支持的python版本必须大于2.7.6，
    如果是python2.7.6及以下版本的时候import celery是会报错滴。

celery是通过将代码序列然后传输到中间通信组件，这些组件可以采用任何方式实现， 这里最常用的两种是rabbitmq和redis， 然后celery的后台线程不停的从rabbitmq或者redis中读取这些任务并执行然后返回结果到这些组件，这样就实现了一个异步的功能。

Celery 用redis或者rabbitmq做消息通信，这里redis或者rabbitmq被称为中间人（Broker）Celery 系统可包含多个线程和中间人，以此获得高可用性和横向扩展能力。

Celery 虽然是用 Python 编写的，但协议可以用任何语言实现。迄今，已有 Ruby 实现的 RCelery 、node.js 实现的 node-celery 以及一个 PHP 客户端 ，语言互通也可以通过 using webhooks 实现。

django 介绍

django作为python最主流也是资格最老的的web开发系统，是一个全栈的开发框架，几乎web开发系统中会用到的所有功能django都有，即使没有也可以在网站找到对应的开源解决方案，在stackoverflow上的问答也是最多的。基本上学习懂了django以后学习其他如flask、tornado都会觉得手到擒来。

本文中我们就介绍一下如何将celery集成到django中来完成django耗时任务的异步执行和定时任务计划。

我们将采用redis来做为中间人

celery 安装和使用

celery安装

pip install -U celery[redis]

该命令会安装celery以及redis开发相关所有的依赖包。安装完成我们可以看到：
image
这里我们可以看到安装了billiard、pytz、vine、amqp、redis、celery等

redis-server安装

既然是用redis做中间人，当然需要安装redis了、我们直接运行：

        sudo apt-getin install redis-server

运行成功以后可以，redis-server直接就作为服务启动了， 我们可以通过：

        ps aux|grep redis

命令来查看redis是否启动如下图：
image

这里我们可以看到redis已经在6379端口监听了

启动celery的worker

前面介绍了celery的处理流程， 既然我们已经启动了redis， 当然我们需要启动一个随时监听异步处理函数的worker了。 这里我们直接启动celery的worker就行了

首先我们来新建一个tasks.py 文件， 内容如下：

    from celery import Celery

    app = Celery('hello', broker='redis://localhost:6379/0')

    @app.task
    def hello():
        return 'hello world'

然后我们允许下面的命令启动celery的worker

    celery -A tasks worker --loglevel=info

注：

        这里tasks表示的是上面创建的文件的名字， 比如如果我们的py文件为tasks.py, 则直接 celery -A tasks worker --loglevel=info。 如果我们的py文件为celery-tasks这命令应该修改为：
        celery -A celery-tasks worker --loglevel=info

启动后我们就可以看到celery已经启动了线程时刻监听redis中的异步函数，如下：
image

接下来我们分析一下上面的tasks.py文件：

    1. 首先直接初始化Celery对象， 并指明使用的redis的连接地址
    2. 直接用celery对象的task装饰任何我们需要异步的函数
简单两步就完成了celery的异步函数

直接执行异步函数

这一步里面我们直接新建test.py文件， 内容如下：

        from tasks import add

        add.delay(1,2)

注意这里对add函数的调用采用的是delay函数而不是直接采用add(1,2),因为这样调用就和普通函数调用没有区别了。所以这里一定要注意。运行test.py文件后我们可以看到celery的输出：

image

在最后面我们可以清楚的看到调用了add函数， add函数的执行结果会返回到redis中
这里delay函数是将函数执行异步放入到redis中交给celery执行， 这样delay之后就会有个问题就是如果我们需要理解得到结果怎么办呢？

我们可以直接调用：

    add.delay(1,2).get()

这样就变成同步的了，等到返回结果才会去执行下一步

celery添加异步任务

celery的使用非常简单

这里我们可以看到需要将一个函数变为异步函数非常简单， 只需要添加@app.task装饰器就够了。 是不是非常简单啊。

  1. 配置celery连接redis

    app.conf.result_backend = ‘redis://localhost:6379/0’

  2. 配置任务执行结果保存地址

    app.conf.result_backend = ‘redis://localhost:6379/0’

    前面我们讲到过celery是从中间人取出函数并执行，但是保存结果也需要保存到中间人， 这里实际上取任务的地方和保存结果的中间人实际上可以不一样， 所有这里就提供了中间结果执行的保存地址

集成celery到django中

这里以我的一门django搭建在线教育平台的课程为例来讲解，大家如果有兴趣可以去关注一下，课程强力django+杀手级xadmin

首先我们来看一下完整的系统结构图：
image

1.修改django项目的MxOnline/settings.py文件， 加上：

    ###配置Broker
    BROKER_URL = 'redis://127.0.0.1:6379/0'
    BROKER_TRANSPORT = 'redis'

2.在MxOline下面新建celery.py文件

    from __future__ import absolute_import

    import os
    import django

    from celery import Celery
    from django.conf import settings

    os.environ.setdefault('DJANGO_SETTINGS_MODULE', 'MxOnline.settings')
    django.setup()

    app = Celery('MxOnline')

    app.config_from_object('django.conf:settings')
    app.autodiscover_tasks(lambda: settings.INSTALLED_APPS)

结构如图所示：

image

3.在对应的app下面新建tasks.py文件， 这里我们在users这个app下面新建， 如图所示：

image

文件源码如下：

from MxOnline.celery import app

@app.task
def send_register_email(email, send_type="register"):
    email_record = EmailVerifyRecord()
    if send_type == "update_email":
        code = random_str(4)
    else:
        code = random_str(16)
    email_record.code = code
    email_record.email = email
    email_record.send_type = send_type
    email_record.save()

    email_title = ""
    email_body = ""

    if send_type == "register":
        email_title = "慕学在线网注册激活链接"
        email_body = "请点击下面的链接激活你的账号: http://www.imooc.com/active/{0}".format(code)

        send_status = send_mail(email_title, email_body, EMAIL_FROM, [email])
        if send_status:
            pass
    elif send_type == "forget":
        email_title = "慕学在线网注册密码重置链接"
        email_body = "请点击下面的链接重置密码: http://www.imooc.com/reset/{0}".format(code)

        send_status = send_mail(email_title, email_body, EMAIL_FROM, [email])
        if send_status:
            pass
    elif send_type == "update_email":
        email_title = "慕学在线邮箱修改验证码"
        email_body = "你的邮箱验证码为: {0}".format(code)

        send_status = send_mail(email_title, email_body, EMAIL_FROM, [email])
        if send_status:
            pass

4. 编辑views.py文件完成邮件发送异步调用：

    #coding:utf-8
    from django.shortcuts import render
    from django.http import HttpResponse

    from .tasks import send_register_email

    def index(request):
        send_register_email.delay()
        return HttpResponse(u"邮件发送成功， 请查收")

5. 进入MxOnline目录运行：
    celery -A demo worker -l debug

    以此来启动celery的worker服务

关于django是如何实现邮件发送以及如何配置邮件的发送方配置，在课程强力django+杀手级xadmin中我会详细讲解，另外，课程中还会讲解django实现cookie和session的登录原理，当然django的强大绝不止于此，尤其是结合xadmin，你几乎可以做到以最快的速度搭建完整的前后台，如果你想全面掌握django，谋求一份python web 开发的工作，那就跟我一起来做一次实战：用django开发一个完整的在线教育网站，在实战中学习是掌握技术的捷径，你不仅会理解真实开发与纯理论的差别，更会了解如何避免开发中的“坑”，同时，这套完整的在线教育网站的全套代码都会开放给你，你甚至可以直接拿来用在工作中，所以如果这些是你想要的，那么我在慕课网等着你

至此，大功告成了！我们可以在我们定义的任何apps中添加tasks来定义需要的异步任务。