Flask+Celery+Redis实现队列化异步任务
概述：
我们考虑一个场景，公司有一个需求，现在需要做一套web系统，而这套系统某些功能需要使用一些开源工具的sdk和api，或是运行一些耗时比较大的任务（单个大任务下可能有多个小任务），需要一段时间才能提供执行结果，而前端同事要求不能让用户在页面等待，需要马上提供一个返回结果给他，任务执行完后可以拿到最终结果，并且用户退出web界面或浏览器异常关闭之后，再次返回界面，执行的过程不会中断，并且支持多用户同时执行不同操作的需要。
很明显，这是一个-异步多线程-的场景，在Python中可以想到的有：
1.引入Asyncio模块，利用多协程实现。
2.使用Threading模块，自己编写线程任务，线程等待，睡眠，释放线程的过程。
3.使用异步框架，例如Cerely、Tornado、Twisted等等，装饰异步任务。
这里边最便捷且开发效率最高的应该是使用异步框架，咱们选择使用Celery来实现这个需求。
Celery介绍：
截图与描述来自celery官网：Celery - Distributed Task Queue — Celery 5.2.0 documentation
Celery 是一个简单、灵活且可靠的分布式系统，用于处理大量消息，同时为操作提供维护此类系统所需的工具。
它是一个专注于实时处理的任务队列，同时也支持任务调度。
Celery 拥有庞大而多样化的用户和贡献者社区，您应该加入我们的 IRC 或我们的邮件列表。
消费者与消费结果：
我们除了需要Celery做异步任务的处理，还需要一个中间件来充当消费者，并保存最终的任务处理结果（消费结果），这里有很多中间件可以选，例如常用的消息中间件，rabbitmq，kafka等，还可以使用mysql，redis等作为消费者并保存消费结果（因为最终的处理结果要返回给前端同事），楼主最终选择了redis。
Redis安装与配置：
这里不再赘述windows下安装redis步骤，只介绍linux下安装redis与配置，我的机器是centos7.6：
yum方式安装（注意：这样安装的redis不是最新版本的，如有对版本要求比较高的，建议去官网下载源码包去手动安装，官网地址：Redis，最新版本：6.2.6）
yum -y install redis安装完成之后配置redis.conf文件：
vi /etc/redis.conf修改这一行，改成 0.0.0.0，这样别的应用和组件才可以访问到redis的服务与端口:
同理，redis的默认端口也可以在此配置里修改：
还有一些关闭匿名访问，设置密码等配置的修改，项目若要上到公网环境下，建议配置。
启动并测试redis服务功能是否正常：
启动redis:
redis-cli -h 0.0.0.0测试redis:
1 redis> set name "zzz"
2
3 OK
4
5 redis> get name
6
7 "zzz"记住，代码并没有实际引用redis，但也需要安装redis模块，否则会报错。（redis模块版本不要太高，高了也会报错，这些坑都是楼主亲自趟过的，我这里使用2.10.6）
pip install redis==2.10.6Celery的安装和配置：
windos和linux下都可以使用pip安装：
pip install celery==3.1.25我的项目目录：（celeryconfig.py与__init__.py文件为celery与redis配置文件）：
在项目中先创建一个名为config的python目录，并在__init__.py中导入celery模块并配置：
__init__.py:
from celery import Celery,platforms
platforms.C_FORCE_ROOT = True
app = Celery('prod') # 创建 Celery 实例
app.config_from_object('kernel.config.celeryconfig') # 通过 Celery 实例加载配置模块platforms.C_FORCE_ROOT = True 这个配置一定要有，否则会报权限问题。
在config目录下的celeryconfig.py中配置任务队列消费者与消费结果保存在redis的地址：
celeryconfig.py:
## celery配置
BROKER_URL = 'redis://redis-host:6379/1' # 指定 Broker消费者，我们使用redis 1号数据库
CELERY_RESULT_BACKEND = 'redis://redis-host:6379/2' # 指定 Backend，最终消费结果，我们使用redis 2号数据库
CELERY_TIMEZONE = 'Asia/Shanghai' # 指定时区，默认是 UTC
CELERY_IMPORTS = ( # 指定导入的任务模块
'kernel.views.api' ## 异步任务代码文件路径即可
)至此，前期需要的工具准备工作全部完毕，我们开始我们的开发任务。
异步任务开发：
楼主因为主要负责后端这块，这里选择使用flask来写，整体的项目模块与版本，大概罗列下：
Python 3.5.4
Mysql 5.5.64
Celery==3.1.25
Flask==1.1.4
Redis==2.10.6
这时我们与前端同事再次详细沟通了下，初步约定如下：
1.前端通过form表单传数据给后端，格式为json，分析：需要解析json数据。
2.因为存在长耗时的任务，要求一旦前端请求过来，后端要马上返回一个中间结果给前端（这样解决了前端页面等待的问题），分析：需要马上提供一个返回结果。
3.前端最终要拿到任务的最终执行结果，分析：我们需要把长耗时异步任务的最终结果推送给前端，需要任务代码最后推送执行结果。（自己先定义回调接口去测试）
1.后端Flask接口代码：
文件名称与路径：
项目名称-kernel-view-api.py，与celery配置下的任务模块对应。
api.py:
# -*- coding: utf-8 -*-
import json, sys
import logging
import requests
import datetime,pymysql
import os,subprocess
from flask import render_template, Blueprint, request, g, abort, url_for, jsonify, session, redirect,Response
from kernel.models.playbook import PlayBook_file
from kernel.utils import render_response, Retval
from kernel.models import db
from sqlalchemy import or_,text
import gitlab ## 导入gitlab模块
from kernel.config import app, cmdb_config,hcacp_config
import pymysql,uuid,hashlib,time
from datetime import timezone
bp = Blueprint('test', __name__) ## 蓝图自己定义，这里只是实例化
log = logging.getLogger(__name__) ## 日志自己定义，这里只是实例化
class status: ## 定义一些状态码
success = 0
warning = 1
pending = 2
faild = -1
## 回调接口
@bp.route('/test/callback/', methods=['GET', 'POST'])
def ansible_aaa():
data1 = request.get_data(as_text=True)
# data2 = json.loads(data1)
log.info(data1)
return data1
@bp.route('/test/add/', methods=['POST', 'GET'])
def devops_add():
'''
获取form表单json数据
'''
# return True
try:
data = request.get_data()
_data = json.loads((str(data, 'utf-8')))
print(_data)
except Exception as requestdata_except:
log.error('获取表单数据异常，异常原因：%s' % requestdata_except)
return render_response(status.faild, u"获取表单数据异常，异常原因：%s" % requestdata_except, {})
## 获取标识tag的结果
try:
'''
工单json数据要带工单标识符select_tag:
create_project:新建项目申请工单
'''
select_tag = _data.get('select_tag')
except Exception as request_select_tag_except:
log.error('获取表单需求标识select_tag异常，异常原因：%s' % request_select_tag_except)
return render_response(status.faild, u"获取表单需求标识select_tag异常，异常原因：%s" % request_select_tag_except, {})
try:
"""
!--当参数select_tag == create_project 时,建立项目--!
"""
if select_tag == 'create_project':
projname = _data.get('projname')
add_project_result = add_project.delay(cmdb_config, _data)
return render_response(status.pending, u"devops系统添加项目工单任务执行中--pending--", {'项目中文名称': projname})
except Exception as do_celery_job_except:
log.error('执行异步celery任务异常，异常原因：%s' % do_celery_job_except)
return render_response(status.faild, u"执行异步celery任务异常，异常原因：%s" % do_celery_job_except, {})
这里代表前端请求过来之后，马上返回一个执行结果，满足需求2：
在devops_add接口里执行异步任务：
add_project_result = add_project.delay(cmdb_config, _data)
官网的示例：
## 1.扩号里为异步任务所需的参数
## 2.add_project_result 是异步任务执行的对象，包含很多属性方法，下边介绍一些常用的：
获取任务结果和状态:
add_project_result = task.apply_async()
add_project_result.ready() # 查看任务状态，返回布尔值, 任务执行完成, 返回 True, 否则返回 False.
add_project_result.wait() # 会阻塞等待任务完成, 返回任务执行结果，很少使用；
add_project_result.get(timeout=1) # 获取任务执行结果，可以设置等待时间，如果超时但任务未完成返回None；
add_project_result.result # 任务执行结果，未完成返回None；
add_project_result.state # PENDING, START, SUCCESS，任务当前的状态
add_project_result.status # PENDING, START, SUCCESS，任务当前的状态
add_project_result.successful # 任务成功返回true
add_project_result.traceback # 如果任务抛出了一个异常，可以获取原始的回溯信息
2.异步任务代码：
文件名称与路径：
项目名称-kernel-view-api.py
api.py
解释：
因为要满足需求3，把最终异步耗时任务的真正结果给到前端，所以我们需要在异步任务里写一个回调的操作。
header = {'Content-Type': 'application/json'} ## 构造请求头和数据类型
_json = {"status": sttaus.faild, "msg": u"失败", "data": {}} ## 失败就返回给前端json类型失败
_json = {"status": sttaus.success, "msg": u"成功", "data": {}} ## 成功就返回给前端json类型成功
requests.post(callback_url, headers=header, data=json.dumps(_json)) ## 带参回调请求
# -*- coding: utf-8 -*-
import json, sys
import logging
import requests
import datetime,pymysql
import os,subprocess
from flask import render_template, Blueprint, request, g, abort, url_for, jsonify, session, redirect,Response
from kernel.utils import render_response, Retval
from datetime import timezone
from kernel.config import * ## 导入config目录下的celery配置
bp = Blueprint('test', __name__) ## 蓝图自己定义，这里只是实例化
log = logging.getLogger(__name__) ## 日志自己定义，这里只是实例化
class status: ## 定义一些状态码
success = 0
warning = 1
pending = 2
faild = -1
## 示例函数：一个添加信息函数，前端给我们json数据，后端接受之后去插入数据库，完成操作并告诉前端
@app.task ## celery添加项目任务
def add_project(mysql_config, _data):
try:
## 系统添加项目信息工单
projname = _data.get('projname') ## 项目名称，必填
prodesc= _data.get('prodesc') ## 项目描述，必填
projctime = datetime.datetime.now() ## 项目发布时间
callback_url = _data.get('callback_url') ## 回调接口地址
except Exception as describe_form_except:
log.error('解析表单数据出现异常，异常原因：%s' % describe_form_except)
header = {'Content-Type': 'application/json'} ## 回调接口请求头
_json = {"status": status.faild, "msg": u"失败", "data": {}}
requests.post(callback_url, headers=header, data=json.dumps(_json))
try:
# 获取数据库连接
conn = pymysql.connect(cmdb_config.server, cmdb_config.user, cmdb_config.password, database=cmdb_config.db)
# 返回连接
cursor = conn.cursor()
except Exception as connect_except:
log.error('系统数据库连接出现异常，异常原因：%s' % connect_except)
_json = {"status": status.faild, "msg": u"失败", "data": {}}
requests.post(callback_url, headers=header, data=json.dumps(_json))
try:
proj_sql = "insert into project_tb_project (projname,prodesc,projctime) VALUES ('{}','{}','{}');".format(projname, prodesc, projctime)
cursor.execute(proj_sql)
conn.commit()
_json = {"status": status.success, "msg": u"成功", "data": {}}
requests.post(callback_url, headers=header, data=json.dumps(_json))
## 任务执行完成之后调用回调接口，返回任务执行成功结果
log.info('系统建项目工单执行成功,%s' % proj_sql)
except Exception as do_add_project_except:
_json = {"status": status.faild, "msg": u"失败", "data": {}}
requests.post(callback_url, headers=header, data=json.dumps(_json))
log.error('执行添加项目工单异常，异常原因：%s' % do_add_project_except)
## 任务执行完成之后调用回调接口，返回任务执行失败结果楼主用的最简单，没有在task里写一些属性，类似下边的这种方式还可以给task添加一些属性：
@app.task(name='test',bind=True,base=BaseTask)
补充介绍下异步task有的一些属性：
TASK的一般属性:
Task.name:任务名称；
Task.request：当前任务的信息；
Task.max_retries：设置重试的最大次数
Task.throws：预期错误类的可选元组，不应被视为实际错误，而是结果失败；
Task.rate_limit：设置此任务类型的速率限制
Task.time_limit：此任务的硬限时（以秒为单位）。
Task.ignore_result：不存储任务状态。默认False；
Task.store_errors_even_if_ignored：如果True，即使任务配置为忽略结果，也会存储错误。
Task.serializer：标识要使用的默认序列化方法的字符串。
Task.compression：标识要使用的默认压缩方案的字符串。默认为task_compression设置。
Task.backend：指定该任务的结果存储后端用于此任务。
Task.acks_late：如果设置True为此任务的消息将在任务执行后确认 ，而不是在执行任务之前（默认行为），即默认任务执行之前就会发送确认；
Task.track_started：如果True任务在工作人员执行任务时将其状态报告为“已启动”。默认是False；
我们启动celery来看下celery里在执行任务的过程中有什么变化：
（1）启动项目：
楼主用的是gunicorn工具启动，配置多线程：
gunicorn.conf
workers = 16 ## 多线程配置
bind = '0.0.0.0:7777'
proc_name = 'websocket（项目名称）'
limit_request_field_size = 0
limit_request_line = 0
log_level = 'error'
debug = True
chdir = '/data/websocket' ## 项目目录
启动命令：gunicorn -c /项目目录/gunicorn.conf kernel:app
（2）启动celery：
cd 到项目目录下，执行 celery -A kernel.views.api worker -l info
（3）使用postman调用接口：
可以看到直接先返回我们状态码2-等待状态：
（4）从日志看异步任务执行过程：
1.会先在celery里出现一个异步任务，并生成一个异步任务的task-id号：
2.redis去查看是否已有task任务，task-id号是一致的：
用add_project_result保存异步任务执行结果的对象，最终的结果是在redis中，我们也可以去redis里去拿，redis保存的结果。
我们用的redis 2号数据库，select 2 号数据库，keys * 查看redis是否已有任务
任务最终的执行结果（celery日志里也可以看到，在redis里也可以看到，celery日志看的更直观，succeded代表异步任务执行成功）：
3. 查看项目日志，状态码为1，是回调接口打印出来的，代表返回给回调接口最终结果是成功。
4.最终去数据库看下新添加记录是否已有，这里就不截图了，记录插入成功，异步任务执行成功，也满足了开始我们沟通的三个需求。
5.前端同学给你竖起了大拇指，直呼你牛！
备注：
celery还可以用来做定时任务，感兴趣的伙伴们可以去官网或者其他途径去研究下，楼主第一次写这么大的博客，有些地方我描述不清楚的或者您没太看懂的可以私信我答疑解惑，我的微信zcw576020095,热爱python，热爱运维，一起加油！