464 lines
22 KiB
TeX
464 lines
22 KiB
TeX
\documentclass[a4paper, final]{article}
|
||
%\usepackage{literat} % Нормальные шрифты
|
||
\usepackage[14pt]{extsizes} % для того чтобы задать нестандартный 14-ый размер шрифта
|
||
\usepackage{tabularx}
|
||
\usepackage[T2A]{fontenc}
|
||
\usepackage[utf8]{inputenc}
|
||
\usepackage[russian]{babel}
|
||
\usepackage{amsmath}
|
||
\usepackage[left=25mm, top=20mm, right=20mm, bottom=20mm, footskip=10mm]{geometry}
|
||
\usepackage{ragged2e} %для растягивания по ширине
|
||
\usepackage{setspace} %для межстрочно го интервала
|
||
\usepackage{moreverb} %для работы с листингами
|
||
\usepackage{indentfirst} % для абзацного отступа
|
||
\usepackage{moreverb} %для печати в листинге исходного кода программ
|
||
\usepackage{pdfpages} %для вставки других pdf файлов
|
||
\usepackage{tikz}
|
||
\usepackage{graphicx}
|
||
\usepackage{afterpage}
|
||
\usepackage{longtable}
|
||
\usepackage{float}
|
||
\usepackage{tabularx}
|
||
|
||
|
||
|
||
% \usepackage[paper=A4,DIV=12]{typearea}
|
||
\usepackage{pdflscape}
|
||
% \usepackage{lscape}
|
||
|
||
\usepackage{array}
|
||
\usepackage{multirow}
|
||
|
||
\renewcommand\verbatimtabsize{4\relax}
|
||
\renewcommand\listingoffset{0.2em} %отступ от номеров строк в листинге
|
||
\renewcommand{\arraystretch}{1.4} % изменяю высоту строки в таблице
|
||
\usepackage[font=small, singlelinecheck=false, justification=centering, format=plain, labelsep=period]{caption} %для настройки заголовка таблицы
|
||
\usepackage{listings} %листинги
|
||
\usepackage{xcolor} % цвета
|
||
\usepackage{hyperref}% для гиперссылок
|
||
\usepackage{enumitem} %для перечислений
|
||
|
||
\newcommand{\specialcell}[2][l]{\begin{tabular}[#1]{@{}l@{}}#2\end{tabular}}
|
||
|
||
|
||
\setlist[enumerate,itemize]{leftmargin=1.2cm} %отступ в перечислениях
|
||
|
||
\hypersetup{colorlinks,
|
||
allcolors=[RGB]{010 090 200}} %красивые гиперссылки (не красные)
|
||
|
||
% подгружаемые языки — подробнее в документации listings (это всё для листингов)
|
||
\lstloadlanguages{ SQL}
|
||
% включаем кириллицу и добавляем кое−какие опции
|
||
\lstset{tabsize=2,
|
||
breaklines,
|
||
basicstyle=\footnotesize,
|
||
columns=fullflexible,
|
||
flexiblecolumns,
|
||
numbers=left,
|
||
numberstyle={\footnotesize},
|
||
keywordstyle=\color{blue},
|
||
inputencoding=cp1251,
|
||
extendedchars=true
|
||
}
|
||
\lstdefinelanguage{MyC}{
|
||
language=SQL,
|
||
% ndkeywordstyle=\color{darkgray}\bfseries,
|
||
% identifierstyle=\color{black},
|
||
% morecomment=[n]{/**}{*/},
|
||
% commentstyle=\color{blue}\ttfamily,
|
||
% stringstyle=\color{red}\ttfamily,
|
||
% morestring=[b]",
|
||
% showstringspaces=false,
|
||
% morecomment=[l][\color{gray}]{//},
|
||
keepspaces=true,
|
||
escapechar=\%,
|
||
texcl=true
|
||
}
|
||
|
||
\textheight=24cm % высота текста
|
||
\textwidth=16cm % ширина текста
|
||
\oddsidemargin=0pt % отступ от левого края
|
||
\topmargin=-1.5cm % отступ от верхнего края
|
||
\parindent=24pt % абзацный отступ
|
||
\parskip=5pt % интервал между абзацами
|
||
\tolerance=2000 % терпимость к "жидким" строкам
|
||
\flushbottom % выравнивание высоты страниц
|
||
|
||
|
||
% Настройка листингов
|
||
\lstset{
|
||
language=C++,
|
||
extendedchars=\true,
|
||
inputencoding=utf8,
|
||
keepspaces=true,
|
||
% captionpos=b, % подписи листингов снизу
|
||
}
|
||
|
||
\begin{document} % начало документа
|
||
|
||
|
||
|
||
% НАЧАЛО ТИТУЛЬНОГО ЛИСТА
|
||
\begin{center}
|
||
\hfill \break
|
||
\hfill \break
|
||
\normalsize{МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ\\
|
||
федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого»\\[10pt]}
|
||
\normalsize{Институт компьютерных наук и кибербезопасности}\\[10pt]
|
||
\normalsize{Высшая школа технологий искусственного интеллекта}\\[10pt]
|
||
\normalsize{Направление: 02.03.01 <<Математика и компьютерные науки>>}\\
|
||
|
||
\hfill \break
|
||
\hfill \break
|
||
\hfill \break
|
||
\hfill \break
|
||
\large{Лабораторная работа №3}\\
|
||
\large{<<Межпроцессорное взаимодействие с помощью RabbitMQ>>}\\
|
||
\large{по дисциплине <<Сети ЭВМ и телекоммуникации компьютерных сетей>>}\\
|
||
\hfill \break
|
||
|
||
% \hfill \break
|
||
\hfill \break
|
||
\end{center}
|
||
|
||
\small{
|
||
\begin{tabular}{lrrl}
|
||
\!\!\!Студент, & \hspace{2cm} & & \\
|
||
\!\!\!группы 5130201/20102 & \hspace{2cm} & \underline{\hspace{3cm}} &Тищенко А. А. \\\\
|
||
\!\!\!Преподаватель & \hspace{2cm} & \underline{\hspace{3cm}} & Мулюха В. А. \\\\
|
||
&&\hspace{4cm}
|
||
\end{tabular}
|
||
\begin{flushright}
|
||
<<\underline{\hspace{1cm}}>>\underline{\hspace{2.5cm}} 2025г.
|
||
\end{flushright}
|
||
}
|
||
|
||
\hfill \break
|
||
% \hfill \break
|
||
\begin{center} \small{Санкт-Петербург, 2025} \end{center}
|
||
\thispagestyle{empty} % выключаем отображение номера для этой страницы
|
||
|
||
% КОНЕЦ ТИТУЛЬНОГО ЛИСТА
|
||
% \newpage
|
||
% \tableofcontents
|
||
|
||
|
||
\newpage
|
||
\section{Постановка задачи}
|
||
Используя docker создать контейнеры, необходимые для реализации
|
||
следующего функционала с использованием RabbitMQ,
|
||
а также показать, как именно осуществляется передача в этих условиях:
|
||
|
||
\textit{Вариант 10}. Организовать отправку сообщений от двух отправителей одному получателю,
|
||
получатель читает сообщения значительно реже их отправки
|
||
и происходит переполнение очереди. Задавать раличные стратегии
|
||
переполнения очереди, показать в чем разница.
|
||
|
||
|
||
\newpage
|
||
\section{Ход работы}
|
||
|
||
\subsection{Код программы получателя}
|
||
Класс `Recv` из пакета `dev.tishenko.consumer` реализует потребителя сообщений из очереди RabbitMQ с именем `hello`. Он подключается к брокеру `rabbitmq`, создаёт очередь с ограниченной длиной (`x-max-length`) и стратегией переполнения (`x-overflow`), параметры которых настраиваются через переменные окружения. Консьюмер асинхронно принимает сообщения и после каждой обработки (с задержкой, заданной через `CONSUMER\_DELAY\_MS`) подтверждает получение сообщения. Благодаря настройке `basicQos(1)` сообщения обрабатываются по одному, что обеспечивает контроль нагрузки и предотвращает переполнение очереди необработанными сообщениями.
|
||
|
||
\begin{lstlisting}[label={lst:}]
|
||
package dev.tishenko.consumer;
|
||
|
||
import com.rabbitmq.client.Channel;
|
||
import com.rabbitmq.client.Connection;
|
||
import com.rabbitmq.client.ConnectionFactory;
|
||
import com.rabbitmq.client.DeliverCallback;
|
||
|
||
import java.util.HashMap;
|
||
import java.util.Map;
|
||
|
||
public class Recv {
|
||
private final static String QUEUE_NAME = "hello";
|
||
|
||
public static void main(String[] argv) throws Exception {
|
||
String delayEnv = System.getenv("CONSUMER_DELAY_MS");
|
||
int delay = delayEnv != null ? Integer.parseInt(delayEnv) : 5000;
|
||
|
||
String maxLengthEnv = System.getenv("QUEUE_MAX_LENGTH");
|
||
int maxLength = maxLengthEnv != null ? Integer.parseInt(maxLengthEnv) : 5;
|
||
|
||
String overflowStrategy = System.getenv("QUEUE_OVERFLOW");
|
||
if (overflowStrategy == null) {
|
||
overflowStrategy = "drop-head"; // или "reject-publish"
|
||
}
|
||
|
||
ConnectionFactory factory = new ConnectionFactory();
|
||
factory.setHost("rabbitmq");
|
||
|
||
Connection connection = factory.newConnection();
|
||
Channel channel = connection.createChannel();
|
||
|
||
Map<String, Object> args = new HashMap<>();
|
||
args.put("x-max-length", maxLength);
|
||
args.put("x-overflow", overflowStrategy);
|
||
|
||
channel.queueDeclare(QUEUE_NAME, false, false, false, args);
|
||
channel.basicQos(1);
|
||
|
||
System.out.println(" [*] Waiting for messages...");
|
||
|
||
DeliverCallback deliverCallback = (consumerTag, delivery) -> {
|
||
String message = new String(delivery.getBody(), "UTF-8");
|
||
System.out.println(" [x] Received '" + message + "'");
|
||
try {
|
||
Thread.sleep(delay);
|
||
} catch (InterruptedException e) {
|
||
e.printStackTrace();
|
||
}
|
||
channel.basicAck(delivery.getEnvelope().getDeliveryTag(), false);
|
||
};
|
||
|
||
channel.basicConsume(QUEUE_NAME, false, deliverCallback, consumerTag -> {
|
||
});
|
||
}
|
||
}
|
||
\end{lstlisting}
|
||
|
||
|
||
\subsection{Код программы отправителя}
|
||
|
||
Класс `Send` представляет собой простого отправителя сообщений для RabbitMQ. Он подключается к брокеру (по адресу контейнера `rabbitmq`), использует очередь с именем `hello` (предполагая, что она уже существует), и в бесконечном цикле отправляет в неё сообщения с уникальным номером, указывая имя продюсера, полученное из переменной окружения `PRODUCER\_NAME`. Задержка между отправками настраивается через переменную `PRODUCER\_DELAY\_MS`. После каждой отправки ожидается подтверждение от брокера, иначе выводится предупреждение.
|
||
|
||
\begin{lstlisting}[label={lst:}]
|
||
package dev.tishenko.producer;
|
||
|
||
import com.rabbitmq.client.ConnectionFactory;
|
||
import com.rabbitmq.client.Connection;
|
||
import com.rabbitmq.client.Channel;
|
||
|
||
public class Send {
|
||
private static final String QUEUE_NAME = "hello";
|
||
|
||
public static void main(String[] args) throws Exception {
|
||
String name = System.getenv("PRODUCER_NAME");
|
||
name = name != null ? name : "";
|
||
|
||
String delayEnv = System.getenv("PRODUCER_DELAY_MS");
|
||
int delay = delayEnv != null ? Integer.parseInt(delayEnv) : 1000;
|
||
|
||
ConnectionFactory factory = new ConnectionFactory();
|
||
factory.setHost("rabbitmq");
|
||
|
||
try (Connection connection = factory.newConnection();
|
||
Channel channel = connection.createChannel()) {
|
||
channel.queueDeclarePassive(QUEUE_NAME);
|
||
channel.confirmSelect();
|
||
|
||
int count = 0;
|
||
while (true) {
|
||
String message = "Message from " + name + " #" + count++;
|
||
channel.basicPublish("", QUEUE_NAME, null, message.getBytes());
|
||
if (!channel.waitForConfirms()) {
|
||
System.out.println(" [!] Message was NOT confirmed!");
|
||
} else {
|
||
System.out.println(" [x] Sent '" + message + "'");
|
||
}
|
||
Thread.sleep(delay);
|
||
}
|
||
}
|
||
}
|
||
}
|
||
\end{lstlisting}
|
||
|
||
\subsection{Dockerfile для отправителя и получателя}
|
||
Для программы отправителя и получателя сообщений были созданы два идентичных Dockerfile. Программы написаны на Java и собирались с помощью Gradle, поэтому используется базовый образ \texttt{gradle:8.13-jdk21}.
|
||
|
||
\begin{lstlisting}[label={lst:}]
|
||
FROM gradle:8.13-jdk21
|
||
|
||
WORKDIR /app
|
||
|
||
COPY . .
|
||
|
||
RUN gradle build --no-daemon
|
||
|
||
CMD ["gradle", "run", "--no-daemon"]
|
||
\end{lstlisting}
|
||
|
||
\subsection{Настройка Docker Compose}
|
||
Файл \texttt{docker-compose.yml} нужен, чтобы управлять сразу несколькими контейнерами. Файл, представленный ниже, состоит из следующих секций:
|
||
\begin{itemize}
|
||
\item \textbf{rabbitmq} -- контейнер с RabbitMQ. Используется образ \texttt{rabbitmq:4.0-management}, который включает веб-интерфейс для мониторинга. Порты 5672 и 15672 проброшены наружу для AMQP-протокола и веб-интерфейса соответственно.
|
||
|
||
\item \textbf{producer1} -- первый продюсер, отправляющий сообщения в RabbitMQ. Сборка производится из локальной директории \texttt{./producer}. В переменных окружения задаётся имя продюсера (\texttt{PRODUCER\_NAME}) и задержка между отправкой сообщений в миллисекундах (\texttt{PRODUCER\_DELAY\_MS}).
|
||
|
||
\item \textbf{producer2} -- второй продюсер, аналогичный первому.
|
||
|
||
\item \textbf{consumer} -- получатель сообщений из очереди RabbitMQ. Сборка происходит из директории \texttt{./consumer}. Консьюмер обрабатывает сообщения с заданной задержкой (\texttt{CONSUMER\_DELAY\_MS}). Дополнительно задаются параметры очереди: максимальная длина (\texttt{QUEUE\_MAX\_LENGTH}) и поведение при переполнении (\texttt{QUEUE\_OVERFLOW}).
|
||
|
||
\item \textbf{networks} -- определение виртуальной сети \texttt{rabbitnet}, через которую все сервисы обмениваются данными. Используется стандартный сетевой драйвер \texttt{bridge}.
|
||
\end{itemize}
|
||
|
||
|
||
\begin{lstlisting}[label={lst:}]
|
||
services:
|
||
rabbitmq:
|
||
image: rabbitmq:4.0-management
|
||
hostname: rabbitmq
|
||
container_name: rabbitmq
|
||
ports:
|
||
- "5672:5672"
|
||
- "15672:15672"
|
||
networks:
|
||
- rabbitnet
|
||
|
||
producer1:
|
||
container_name: producer1
|
||
build:
|
||
context: ./producer
|
||
depends_on:
|
||
- rabbitmq
|
||
- consumer
|
||
environment:
|
||
- PRODUCER_NAME=first
|
||
- PRODUCER_DELAY_MS=1000
|
||
networks:
|
||
- rabbitnet
|
||
|
||
producer2:
|
||
container_name: producer2
|
||
build:
|
||
context: ./producer
|
||
depends_on:
|
||
- rabbitmq
|
||
- consumer
|
||
environment:
|
||
- PRODUCER_NAME=second
|
||
- PRODUCER_DELAY_MS=1000
|
||
networks:
|
||
- rabbitnet
|
||
|
||
consumer:
|
||
container_name: consumer
|
||
build:
|
||
context: ./consumer
|
||
depends_on:
|
||
- rabbitmq
|
||
environment:
|
||
- CONSUMER_DELAY_MS=1000
|
||
- QUEUE_MAX_LENGTH=10
|
||
- QUEUE_OVERFLOW=reject-publish # drop-head, reject-publish
|
||
networks:
|
||
- rabbitnet
|
||
|
||
networks:
|
||
rabbitnet:
|
||
driver: bridge
|
||
\end{lstlisting}
|
||
|
||
\section{Результат работы}
|
||
|
||
Ниже представлены логи для 10 секунд работы контейнеров, в режиме \texttt{QUEUE\_OVERFLOW=drop-head}. Начиная с 25 строки видно, что получатель начинает получать сообщения только от первого отправителя, потому что сообщения второго просто удаляются.
|
||
\begin{lstlisting}[label={lst:}]
|
||
producer1 | [x] Sent 'Message from first #0'
|
||
producer1 | [x] Sent 'Message from first #1'
|
||
producer2 | [x] Sent 'Message from second #2'
|
||
consumer | [x] Received 'Message from second #1'
|
||
producer1 | [x] Sent 'Message from first #2'
|
||
producer2 | [x] Sent 'Message from second #3'
|
||
consumer | [x] Received 'Message from first #1'
|
||
producer1 | [x] Sent 'Message from first #3'
|
||
producer2 | [x] Sent 'Message from second #4'
|
||
consumer | [x] Received 'Message from second #2'
|
||
producer1 | [x] Sent 'Message from first #4'
|
||
producer2 | [x] Sent 'Message from second #5'
|
||
consumer | [x] Received 'Message from first #2'
|
||
producer1 | [x] Sent 'Message from first #5'
|
||
producer2 | [x] Sent 'Message from second #6'
|
||
consumer | [x] Received 'Message from second #3'
|
||
producer1 | [x] Sent 'Message from first #6'
|
||
producer2 | [x] Sent 'Message from second #7'
|
||
consumer | [x] Received 'Message from first #3'
|
||
producer1 | [x] Sent 'Message from first #7'
|
||
producer2 | [x] Sent 'Message from second #8'
|
||
consumer | [x] Received 'Message from second #4'
|
||
producer1 | [x] Sent 'Message from first #8'
|
||
producer2 | [x] Sent 'Message from second #9'
|
||
consumer | [x] Received 'Message from first #4'
|
||
producer1 | [x] Sent 'Message from first #9'
|
||
producer2 | [x] Sent 'Message from second #10'
|
||
consumer | [x] Received 'Message from first #5'
|
||
producer1 | [x] Sent 'Message from first #10'
|
||
producer2 | [x] Sent 'Message from second #11'
|
||
consumer | [x] Received 'Message from first #6'
|
||
producer1 | [x] Sent 'Message from first #11'
|
||
producer2 | [x] Sent 'Message from second #12'
|
||
consumer | [x] Received 'Message from first #7'
|
||
producer1 | [x] Sent 'Message from first #12'
|
||
producer2 | [x] Sent 'Message from second #13'
|
||
consumer | [x] Received 'Message from first #8'
|
||
producer1 | [x] Sent 'Message from first #13'
|
||
producer2 | [x] Sent 'Message from second #14'
|
||
consumer | [x] Received 'Message from first #9'
|
||
producer1 | [x] Sent 'Message from first #14'
|
||
producer2 | [x] Sent 'Message from second #15'
|
||
consumer | [x] Received 'Message from first #10'
|
||
\end{lstlisting}
|
||
|
||
Ниже представлены логи для 10 секунд работы контейнеров, в режиме \texttt{QUEUE\_OVERFLOW=reject-publish}. Начиная с 27 строки, второй отправитель выдаёт сообщение \texttt{Message was NOT confirmed!}, это означает, что он получает отказ от RabbitMQ и его сообщение не добавляется в очередь.
|
||
\begin{lstlisting}[label={lst:}]
|
||
producer1 | [x] Sent 'Message from first #0'
|
||
producer1 | [x] Sent 'Message from first #1'
|
||
consumer | [x] Received 'Message from second #1'
|
||
producer2 | [x] Sent 'Message from second #2'
|
||
producer1 | [x] Sent 'Message from first #2'
|
||
consumer | [x] Received 'Message from first #1'
|
||
producer2 | [x] Sent 'Message from second #3'
|
||
producer1 | [x] Sent 'Message from first #3'
|
||
consumer | [x] Received 'Message from second #2'
|
||
producer2 | [x] Sent 'Message from second #4'
|
||
producer1 | [x] Sent 'Message from first #4'
|
||
consumer | [x] Received 'Message from first #2'
|
||
producer2 | [x] Sent 'Message from second #5'
|
||
producer1 | [x] Sent 'Message from first #5'
|
||
consumer | [x] Received 'Message from second #3'
|
||
producer2 | [x] Sent 'Message from second #6'
|
||
producer1 | [x] Sent 'Message from first #6'
|
||
consumer | [x] Received 'Message from first #3'
|
||
producer2 | [x] Sent 'Message from second #7'
|
||
producer1 | [x] Sent 'Message from first #7'
|
||
producer2 | [x] Sent 'Message from second #8'
|
||
producer1 | [x] Sent 'Message from first #8'
|
||
consumer | [x] Received 'Message from second #4'
|
||
producer2 | [x] Sent 'Message from second #9'
|
||
producer1 | [x] Sent 'Message from first #9'
|
||
consumer | [x] Received 'Message from first #4'
|
||
producer2 | [!] Message was NOT confirmed!
|
||
producer1 | [x] Sent 'Message from first #10'
|
||
consumer | [x] Received 'Message from second #5'
|
||
producer2 | [!] Message was NOT confirmed!
|
||
producer1 | [x] Sent 'Message from first #11'
|
||
consumer | [x] Received 'Message from first #5'
|
||
producer2 | [!] Message was NOT confirmed!
|
||
producer1 | [x] Sent 'Message from first #12'
|
||
consumer | [x] Received 'Message from second #6'
|
||
producer2 | [!] Message was NOT confirmed!
|
||
producer1 | [x] Sent 'Message from first #13'
|
||
consumer | [x] Received 'Message from first #6'
|
||
producer1 | [x] Sent 'Message from first #14'
|
||
consumer | [x] Received 'Message from second #7'
|
||
producer2 | [!] Message was NOT confirmed!
|
||
producer1 | [x] Sent 'Message from first #15'
|
||
consumer | [x] Received 'Message from first #7'
|
||
producer2 | [!] Message was NOT confirmed!
|
||
producer1 | [x] Sent 'Message from first #16'
|
||
consumer | [x] Received 'Message from second #8'
|
||
producer2 | [!] Message was NOT confirmed!
|
||
producer1 | [x] Sent 'Message from first #17'
|
||
consumer | [x] Received 'Message from first #8'
|
||
producer2 | [!] Message was NOT confirmed!
|
||
consumer | [x] Received 'Message from second #9'
|
||
producer2 | [!] Message was NOT confirmed!
|
||
producer1 | [x] Sent 'Message from first #18'
|
||
consumer | [x] Received 'Message from first #9'
|
||
producer2 | [!] Message was NOT confirmed!
|
||
producer1 | [x] Sent 'Message from first #19'
|
||
consumer | [x] Received 'Message from first #10'
|
||
\end{lstlisting}
|
||
|
||
\end{document} |