分布式异步任务框架Celery，如何实现代码实时监控

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目录

一.简单使用celery

二.在django中的使用

1.使用异步任务

[2 实现定时任务](#2 实现定时任务)

[3 通过Admin 后台管理添加定时任务](#3 通过Admin 后台管理添加定时任务)

三.实现代码实时监控与预警

[4 通过Admin查看任务运行情况](#4 通过Admin查看任务运行情况)

[5 通过Flower监控celery运行情况](#5 通过Flower监控celery运行情况)

[6 任务执行成功或失败告警(邮件)](#6 任务执行成功或失败告警(邮件))

[7 定时爬取技术类文章-邮件通知](#7 定时爬取技术类文章-邮件通知)

安装

---

一.简单使用celery

1celery概念

Celery是一个基于Python开发的分布式异步消息任务队列，它能够轻松实现任务的异步处理。Celery的主要应用场景包括异步任务（如发送短信/邮件、消息推送、音频处理等）、定时任务（如定时执行爬虫爬取指定内容）以及实现简单的分布式爬虫系统等。Celery在执行任务时需要通过一个消息中间件（Broker）来接收和发送任务消息，以及存储任务结果，常用的消息中间件有RabbitMQ和Redis。

Celery具有以下优点：

1. 简单：Celery易于使用和维护，不需要配置文件，配置和使用简单。

2. 高可用：当任务执行失败或执行过程中发生连接中断，Celery会自动尝试重新执行任务。

3. 快速：单个Celery进程每分钟可处理数以百万计的任务，保持往返延迟在亚毫秒级。

4. 灵活：Celery的几乎所有部分都可以扩展或单独使用，各个部分可以自定义。

Celery的架构主要由三部分组成：消息中间件（Broker）、任务执行单元（Worker）和任务执行结果存储（Backend）。Broker用于存放任务，接收任务生产者发来的消息，并将任务存入队列。Worker是执行任务的处理单元，实时监控消息队列，获取队列中调度的任务，并执行它。Backend用于存储任务的执行结果，以供查询。

2 Celery使用场景

# 1 异步任务（函数）
    -一些耗时操作交给celery执行
    -视频转码，邮件发送，消息推送
    
# 2 定时任务
    -定时推送消息，定时爬取一些数据，定时统计一些数据等
    
    
# 3 延迟任务
    -提交任务后，等一段时间再执行任务

3 Celery架构

# Celery 架构，它采用典型的生产者-消费者模式，主要由以下部分组成：

​
# Producer:它负责把任务(发送短信任务，爬虫任务)提交得到broker中
# celery Beat：会读取文件--》周期性的向broker中提交任务
​
​
# broker：消息中间件，放任务的地方，celery本身不提供，借助于redis --》rabbitmq
​
# worker：工人，消费者，负责从消息中间件中取出任务--》执行
​
# backend ：worker执行完，会有结果，结果存储在backend，celery不提供--》借助于 redis
​ ​ ​

快速入手

1-编写celery_demo.py

import time
from celery import Celery
broker = 'redis://127.0.0.1:6379/1'
backend = 'redis://127.0.0.1:6379/2'
app = Celery('demo', broker=broker, backend=backend)
@app.task  # 被装饰器装饰了，才是celery的任务
def add(a, b):
    print('a+b的结果是', a + b)
    time.sleep(1)# 模拟任务耗时
    return a + b

2-提交任务--add_task.py

from celery_demo import add
res=add.delay(7,8) # 只是提交，没有真正执行
print(res)

3-redis中可以看到被提交的任务-没执行

、3.-启动worker执行任务

# win:  celery -A celery_demo worker -l info -P eventlet
​
celery -A 有app的py文件的名字 worker -l info -P eventlet
​
# mac linux:  celery -A celery_demo worker -l info

4 Celery包结构

# 后期随着项目越来越大---》task任务越来越多，都写在一个py文件中，就不好了，希望把任务拆分到多个py文件中

# 需要使用包结构来管理
项目名
    ├── celery_task  	# celery包
    │   ├── __init__.py # 包文件
    │   ├── celery.py   # celery连接和配置相关文件，且名字必须叫celery.py
    │   └── crawl_task.py    # 所有任务函数
    	└── order_task.py    # 所有任务函数
        └── user_task.py     # 所有任务函数
    ├── add_task.py  	# 添加任务
    └── get_result.py   # 获取结果

4.1 创建包：celery_task

celery.py

from celery import Celery

broker = 'redis://127.0.0.1:6379/1'
backend = 'redis://127.0.0.1:6379/2'
# 任务分到不同的py文件中了
app = Celery('demo', broker=broker, backend=backend,
             include=['celery_task.crawl_task', 'celery_task.order_task', 'celery_task.user_task'])

**crawl_task.py **

import time

from .celery import app

@app.task
def crawl_baidu():
    print('====开始爬百度====')
    time.sleep(2)
    print('====爬完百度====')
    return '成功爬取！！'


@app.task
def crawl_cnblogs():
    print('====开始爬cnblogs====')
    time.sleep(2)
    print('====爬完cnblogs====')
    return '成功爬取cnblogs！！'

order_task.py

import time
from .celery import app

@app.task
def pay_order():
    print('====开始下单====')
    time.sleep(5)
    print('====下单完成====')
    return '成功下单！！'

**user_task.py **

import time
# . 表示当前路径
from .celery import app

@app.task
def send_email(to='306334678@qq.com'):
    print('====邮件开始发送====')
    time.sleep(3)
    print('====邮件发送完成====')
    return '向%s发送邮件成功！！' % to

4.2 启动别的程序--提交任务--add_task.py

from celery_task.crawl_task import crawl_baidu

res = crawl_baidu.delay()  # crawl_baidu没有参数，这里就不传
print(res)  # uuid--》后续通过uuid查询结果是否执行完成  7a789046-4954-4918-b93e-2defc76adc02

4.3 提交的任务，没执行，放在redis中，可以去redis中看

4.4 启动worker执行任务

# 在包这一层执行，以包名运行
celery -A celery_task worker -l info -P eventlet

# worker就会执行咱们提交的任务，执行完，会把结果放在redis中
# 手动去redis中看

4.5 使用代码查看结果get_result.py

# 1 拿到app
from celery_task.celery import app
from celery.result import AsyncResult
# 2 知道我们要查的任务 uuid
id = '7d396575-bfb7-45a5-8a0b-3a4767cde886'
if __name__ == '__main__':
    result = AsyncResult(id=id, app=app)
    if result.successful():
        result = result.get()
        print(result)
    elif result.failed():
        print('任务失败')
    elif result.status == 'PENDING':
        print('任务等待中被执行')
    elif result.status == 'RETRY':
        print('任务异常后正在重试')
    elif result.status == 'STARTED':
        print('任务已经开始被执行')

5 异步任务--延迟任务--定时任务

5.1 异步任务

# 咱们刚刚讲的就是在做异步任务

res = 任务.delay(10, 20)

5.2 延迟任务

# 延迟5s钟给 616564099@qq.com 发邮件

#######提交延迟任务 延迟5s钟给 616564099@qq.com 发邮件
# 创建一个5s时间对象
from celery_task.user_task import send_email
from datetime import datetime,timedelta
# datetime.utcnow()  默认时区用的utc时间，咱们也需要使用utc时间
# 后期我们会换成上海时间
# utc时间5s后的时间
eta=datetime.utcnow() + timedelta(seconds=5)
res=send_email.apply_async(args=['616564099@qq.com'],eta=eta)
print(res)

# 启动worker
celery -A celery_task worker -l info -P eventlet
# worker收到后，不会立即执行，等5s后执行


# 问题
如果延迟任务提交了，但是worker没启动，等10s后，worker才启动，worker也会执行任务，但是是立即执行

# 后期worker会一直在运行，没有任务就阻塞，一般不会让它停掉，咱们这个问题一般不会出现

# 加入只有一个worker，进来俩任务，串行执行，可以在多个机器上启动多个worker

5.3 定时任务

from celery import Celery

broker = 'redis://127.0.0.1:6379/1'
backend = 'redis://127.0.0.1:6379/2'
# 任务分到不同的py文件中了
app = Celery('demo', broker=broker, backend=backend,
             include=['celery_task.crawl_task', 'celery_task.order_task', 'celery_task.user_task'])


#1  celery.py中加入
# 时区
app.conf.timezone = 'Asia/Shanghai'
# 是否使用UTC
app.conf.enable_utc = False

# 任务的定时配置
from datetime import timedelta
app.conf.beat_schedule = {
    'low-task': {
        'task': 'celery_task.crawl_task.crawl_baidu',
        'schedule': timedelta(seconds=5),
        'args': (), # crawl_baidu 没有参数，所以把不传
    }
}

二.在django中的使用

1在项目路径下创建 celery.py

import os
from celery import Celery
​
# 1 导入django的配置文件---》后续在celery的任务中，就可以直接使用django的orm，缓存。。。
os.environ.setdefault('DJANGO_SETTINGS_MODULE', 'django_celery_crawl.settings')
# 2 实例化得到celery对象
app = Celery('proj')
# 3 celery的配置，使用django 配置文件中的配置--》刚刚写的配置
app.config_from_object('django.conf:settings')
​
# 4 这句话会去所有app中，自动查找 tasks.py 文件，作为任务文件
app.autodiscover_tasks()

1.2django 的配置文件 settings.py

############# celery的配置信息######
#1 Broker配置，使用Redis作为消息中间件
BROKER_URL = 'redis://127.0.0.1:6379/1'
#2 BACKEND配置，使用redis
RESULT_BACKEND = 'redis://127.0.0.1:6379/2'
#3 序列化方案--》json
ACCEPT_CONTENT = ['json']
TASK_SERIALIZER = 'json'
# 结果序列化方案
RESULT_SERIALIZER = 'json'

# 4 任务结果过期时间，秒
TASK_RESULT_EXPIRES = 60 * 60 * 24

#5 时区配置
TIMEZONE = 'Asia/Shanghai'

1.3以后只需要再不同app中，写tasks.py

# 注册任务

from celery import shared_task


# 以后使用shared_task 替换掉 app.task

# 任务函数
@shared_task
def add(a, b):
    return a + b

1.4 在项目目录下的 init.py中加入

from .celery import app as celery_app

__all__ = ('celery_app',)

1.5 启动celery的worker-写一个提交异步任务的视图函数

1.使用异步任务

1.5.1 启动worker

# 1 启动worker
celery -A django_celery_crawl worker -l debug -P eventlet

1.5.2 写一个视图函数测试

############### 总路由中 urls.py###############
from django.contrib import admin
from django.urls import path,include

urlpatterns = [
    path('admin/', admin.site.urls),
    path('app01/', include('app01.urls')),  # http://127.0.0.1:8000/app01/send/  异步发邮件
]


###############分路由中 urls.py###############
from django.contrib import admin
from django.urls import path
from .views import send_mail_view
urlpatterns = [
    path('send/', send_mail_view),
]
###############视图函数中 views.py###############
from django.shortcuts import render, HttpResponse
from .tasks import send_email
def send_mail_view(request):
    # 取出用户要发送的邮箱
    to_user = request.GET.get('user')
    # 异步发送
    res = send_email.delay(to_user)
    print(res.id)
    return HttpResponse('邮件已发送，id号为%s' % res.id)

1.5.3 在浏览器输入：

http://127.0.0.1:8000/app01/send/?user=616564099@qq.com

2 实现定时任务

# celery集成到django后，以后定时任务的编写，要写到django的配置文件中
​from datetime import timedelta
CELERYBEAT_SCHEDULE = {
    'every_5_second': {
        'task': 'app01.tasks.add',
        'schedule': timedelta(seconds=5),
        'args': (33, 44),
    }
}

2.1 django的配置文件配置

2.2 重启worker---启动beat

# 启动worker
celery -A django_celery_crawl worker -l debug -P eventlet
# 启动beat
celery -A django_celery_crawl beat -l debug

3 通过Admin 后台管理添加定时任务

# 存在问题：
    如果要再新加一个定时任务（爬美女图片）
    我们只能修改代码 ：settings.py-->加入代码
    重启worker，重启beat--》才能行
    有些麻烦
    
    
# 通过点点点，就能自动添加定时任务
    -Admin 后台管理添加定时任务
​

3.1 引入--安装djiango-celery-beat

pip install django-celery-beat

3.2 在app中注册djiango-celery-beat

INSTALLED_APPS = [
    ...
    'app01',
    'django_celery_beat' # 注册刚刚第三方模块
​
]

3.3 配置django的时区

LANGUAGE_CODE = 'zh-hans'
TIME_ZONE = 'Asia/Shanghai'
USE_I18N = True
USE_L10N = True
USE_TZ = False

3.4 在setting中配置调度器

CELERYBEAT_SCHEDULER = 'django_celery_beat.schedulers.DatabaseScheduler' 
# 只要配了这个，原来celery中的定时任务统一不能用了，需要我们手动配置了

3.5 数据迁移

#1  django 使用mysql数据库
DATABASES = {
    'default': {
        'ENGINE': 'django.db.backends.mysql',
        'NAME': 'django_celery_crawl', # 去mysql中创建数据库
        'HOST':'127.0.0.1',
        'PORT':3306,
        'USER':'root',
        'PASSWORD':'123' # 自己写自己的密码
    }
}
# 2 安装mysqlclient
pip install mysqlclient

#3  去mysql 中创建 django_celery_crawl 库

#4  django-celery-beat 这个app会产生表--》以后只要咱么在表里添加记录，就能制定定时任务
python manage.py makemigrations
python manage.py migrate

3.6 使用admin后台管理插入数据

# 咱么如果想向mysql数据表中，插入数据
	-可以使用navicat插入
    -django提供了一个后台管理--》登录到后台管理，可以图形化界面录入数据
    -但是需要个账号登录:命令创建账号
    	python manage.py createsuperuser
    -我创建的是：
    	账号：  admin 
        密码 ： 123456

3.7 美化admin

# 1  simpleui 美化admin
# 2 开源地址
https://gitee.com/tompeppa/simpleui
# 3 文档地址
https://newpanjing.github.io/simpleui_docs/config.html
    
# 4 安装
pip3 install django-simpleui

# 5 app中注册
INSTALLED_APPS = [
    'simpleui',
    ...
]

3.8 手动添加任务

# 1 启动worker，beat
# 启动worker
celery -A django_celery_crawl worker -l debug -P eventlet
# 启动beat
celery -A django_celery_crawl beat -l debug
​
# 2 在admin中手动添加
​

三.实现代码实时监控与预警

4 通过Admin查看任务运行情况

# 在控制台监控任务执行情况或者去redis中查看，还不是很方便，最好是能够通过web界面看到任务的执行情况，如有多少任务在执行，有多少任务执行失败了等。
​
# 这个Celery也是可以做到了，就是将任务执行结果写到数据库中，通过web界面显示出来。
​
这里要用到django-celery-results插件。
​
通过插件可以使用Django的orm作为结果存储，这样的好处在于我们可以直接通过django的数据查看到任务状态，同时为可以制定更多的操作

4.1 安装 django-celery-results

pip install django-celery-results

4.2 app中注册

INSTALLED_APPS = (
...,
'django_celery_results',
)

4.3 修改配置文件

# 让之前backend----》结果存储放在redis中----》改到放到数据中---》因为在数据库中的咱们可以通过admin查看
​
#RESULT_BACKEND = 'redis://127.0.0.1:6379/1'
​
# 使用使用django orm 作为结果存储
CELERY_RESULT_BACKEND = 'django-db'  #使用django orm 作为结果存储

4.4 迁移数据库

# 执行迁移命令 
python manage.py makemigrations
python manage.py migrate

5 通过Flower监控celery运行情况

如果不想通django的管理界面监控任务的执行，还可以通过Flower插件来进行任务的监控。Flower的界面更加丰富，可以监控的信息更全
​
Flower 是一个用于监控和管理 Celery 集群的开源 Web 应用程序。它提供有关 Celery  workers 和tasks状态的实时信息
​
# Flower可以：
1 实时监控celery的Events
    -查看任务进度和历史记录
    -查看任务详细信息（参数、开始时间、运行时间等）
​
2 远程操作
    -查看workers 状态和统计数据
    -关闭并重新启动workers 实例
    -控制工作池大小和自动缩放设置
    -查看和修改工作实例消耗的队列
    -查看当前正在运行的任务
    -查看计划任务（预计到达时间/倒计时）
    -查看保留和撤销的任务
    -应用时间和速率限制
    -撤销或终止任务
​
3 Broker 监控
    -查看所有 Celery 队列的统计信息

5.1 修改结果存储为redis

RESULT_BACKEND = 'redis://127.0.0.1:6379/2'

5.2 安装flower和启动

#1  安装
pip install flower

# 2 启动
celery -A django_celery_crawl flower --port-5555

#3 浏览器访问：
http://127.0.0.1:5555/
        
# 4 启动 worker，beat，flower
	-一般先启动flower

6 任务执行成功或失败告警(邮件)

虽然可以通过界面来监控了，但是我们想要得更多，人不可能天天盯着界面看吧，如果能实现任务执行失败或成功就自动发邮件告警就好了。这个Celery当然也是没有问题的

6.1 task.py 中加入

# 注册任务
import time

from celery import shared_task

### 写个类，继承 Task，写方法
from celery import Task

from django.core.mail import send_mail
from django.conf import settings


class SendEmailTask(Task):
    def on_success(self, retval, task_id, args, kwargs):
        # 任务执行成功，会执行这个
        info = f'爬虫任务成功-- 任务id是:{task_id} , 参数是:{args} , 执行成功 !'
        # 发送邮件--》django中发送邮件
        send_mail('celery监控成功告警', info, settings.EMAIL_HOST_USER, ['616564099@qq.com'])

    def on_failure(self, exc, task_id, args, kwargs, einfo):
        # 任务执行失败，会执行这个
        info = f'爬虫任务失败-- 任务id是:{task_id} , 参数是:{args} , 执行失败，请去flower中查看原因 !'
        # 发送邮件--》django中发送邮件
        send_mail('celery监控爬虫失败告警', info, settings.EMAIL_HOST_USER, ['616564099@qq.com'])

    def on_retry(self, exc, task_id, args, kwargs, einfo):
        # 任务执行重试，会执行这个
        print('重试了！！！')


# 以后使用shared_task 替换掉 app.task

# 任务函数
@shared_task
def add(a, b):
    return a + b


@shared_task
def send_email(to_user):
    time.sleep(2)
    return '发送邮件成功:%s' % to_user


@shared_task(base=SendEmailTask, bind=True)  # 只要执行它成功或失败，都会给 616564099@qq.com发送邮件
def crawl_cnblogs(self):
    print('爬去cnblogs网站技术博客了')
    return True

6.2 setting中 邮箱配置

#### 发送邮件配置
EMAIL_HOST = 'smtp.qq.com'  # 如果是 163 改成 smtp.163.com
EMAIL_PORT = 465
EMAIL_HOST_USER = ''  # 帐号
EMAIL_HOST_PASSWORD = ''  # 密码
DEFAULT_FROM_EMAIL = EMAIL_HOST_USER
#这样收到的邮件，收件人处就会这样显示
#DEFAULT_FROM_EMAIL = 'lqz<'306334678@qq.com>'
EMAIL_USE_SSL = True   #使用ssl
#EMAIL_USE_TLS = False # 使用tls

6.3 在admin中添加任务执行

# 1 admin中添加任务，只执行一次
# 2 执行完了 flower可以监控到
# 3 也能收到邮件通知

7 定时爬取技术类文章-邮件通知

# 1 爬取目标网站：https://www.cnblogs.com/
	-爬取它首页的推荐文章
    	-文章标题
        -文章作者
        -文章url地址
        -文章摘要
    -每隔一天爬一次
    	-可能会重复--》去重
        
# 2 安装
	-pip install requests
    -pip install beautifulsoup4

7.1 models.py 创建表

from django.db import models


class Article(models.Model):
    title = models.CharField(max_length=64)
    url = models.CharField(max_length=64)
    author = models.CharField(max_length=64)
    desc = models.TextField()

# 迁移
python manage.py makemigrations
python manage.py migrate

# 数据库才有这个表

7.2 在task中写

# 注册任务
import time

from celery import shared_task

### 写个类，继承 Task，写方法
from celery import Task

from django.core.mail import send_mail
from django.conf import settings


class SendEmailTask(Task):
    def on_success(self, retval, task_id, args, kwargs):
        # 任务执行成功，会执行这个
        info = f'爬虫任务成功-- 任务id是:{task_id} , 参数是:{args} , 执行成功 !'
        # 发送邮件--》django中发送邮件
        send_mail('celery监控成功告警', info, settings.EMAIL_HOST_USER, ['616564099@qq.com'])

    def on_failure(self, exc, task_id, args, kwargs, einfo):
        # 任务执行失败，会执行这个
        info = f'爬虫任务失败-- 任务id是:{task_id} , 参数是:{args} , 执行失败，请去flower中查看原因 !'
        # 发送邮件--》django中发送邮件
        send_mail('celery监控爬虫失败告警', info, settings.EMAIL_HOST_USER, ['616564099@qq.com'])

    def on_retry(self, exc, task_id, args, kwargs, einfo):
        # 任务执行重试，会执行这个
        print('重试了！！！')

###爬取技术博客#####
import requests
from bs4 import BeautifulSoup
from .models import Article
from redis import Redis


@shared_task(base=SendEmailTask, bind=True)  # 只要执行它成功或失败，都会给 616564099@qq.com发送邮件
def crawl_cnblogs(self):
    # 拿到redis链接
    conn = Redis(host='127.0.0.1', port=6379)
    res = requests.get('https://www.cnblogs.com/')
    soup = BeautifulSoup(res.text, 'html.parser')
    # 查找：-文章标题-文章作者-文章url地址-文章摘要
    # 找到所有文章
    article_list = soup.find_all(name='article', class_='post-item')
    # 循环一个个文章
    for article in article_list:
        title = article.find(name='a', class_='post-item-title').text
        url = article.find(name='a', class_='post-item-title').attrs.get('href')
        author = article.find(name='a', class_='post-item-author').span.text
        desc = article.find(name='p', class_='post-item-summary').text.strip()
        print(f'''
        文章名字：{title}
        文章地址：{url}
        文章作者：{author}
        文章摘要：{desc}
        ''')
        # 去重，不能有重复,如果重复了，就不存到数据库中了---》集合可以去重--》redis集合去重-->根据url去重
        # 只要redis的urls的这个集合中，有了这个地址，我们就不存了--》去重了

        res = conn.sadd('urls', url)
        if res:  # 返回1 表示放进集合中了，表示集合中没有，存数据库   返回0，表示集合中有过，不存了
            # 保存到数据库中--》创建一个Article的数据表
            Article.objects.create(title=title, url=url, author=author, desc=desc)

    return True

7.3 以后只需要在后台管理添加定时任务

# 比如一天爬一次
	-所有服务都启动，不用管了

安装

# 1 创建python项目
	-pycharm创建
# 2 创建虚拟环境--》解释器中，目前没有任何模块--》后续咱们需要装各种模块
	-pycharm创建
    
    
# 3 安装celery
pip install celery

# 4 安装redis
pip install redis

# 5 如果win平台，需要装
pip install eventlet  # celery 是个小组织，它不支持win，借助于eventlet，可以运行在win上
#官方文档：https://docs.celeryq.dev/en/stable/django/first-steps-with-django.html

pip install Django==3.2.22
pip install celery
pip install redis     # celery 的中间件借助于redis--》redis模块
pip install eventlet  # 在windows环境下需要安装eventlet包

# 创建django项目：名字叫 django_celery_crawl
# 保证django能运行
pip install django-celery-beat
pip3 install django-simpleui
pip install django-celery-results
pip install flower