ASP.NET Core Web API下事件驱动型架构的实现（三）：基于RabbitMQ的事件总线

By | 2018年2月4日
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在上文中，我们讨论了事件处理器中对象生命周期的问题，在进入新的讨论之前，首先让我们总结一下，我们已经实现了哪些内容。下面的类图描述了我们已经实现的组件及其之间的关系，貌似系统已经变得越来越复杂了。

其中绿色的部分就是上文中新实现的部分，包括一个简单的Event Store，一个事件处理器执行上下文的接口，以及一个基于ASP.NET Core依赖注入框架的执行上下文的实现。接下来，我们打算淘汰PassThroughEventBus，然后基于RabbitMQ实现一套新的事件总线。

事件总线的重构

根据前面的结论，事件总线的执行需要依赖于事件处理器执行上下文，也就是上面类图中PassThroughEventBus对于IEventHandlerExecutionContext的引用。更具体些，是在事件总线订阅某种类型的事件时，需要将事件处理器注册到IEventHandlerExecutionContext中。那么在实现RabbitMQ时，也会有着类似的设计需求，即RabbitMQEventBus也需要依赖IEventHandlerExecutionContext接口，以保证事件处理器生命周期的合理性。

为此，我们新建一个基类：BaseEventBus，并将这部分公共的代码提取出来，需要注意以下几点：

  1. 通过BaseEventBus的构造函数传入IEventHandlerExecutionContext实例，也就限定了所有子类的实现中，必须在构造函数中传入IEventHandlerExecutionContext实例，这对于框架的设计非常有利：在实现新的事件总线时，框架的使用者无需查看API文档，即可知道事件总线与IEventHandlerExecutionContext之间的关系，这符合SOLID原则中的Open/Closed Principle
  2. BaseEventBus的实现应该放在EdaSample.Common程序集中，更确切地说，它应该放在EdaSample.Common.Events命名空间下，因为它是属于框架级别的组件，并且不会依赖任何基础结构层的组件

BaseEventBus的代码如下：

public abstract class BaseEventBus : IEventBus
{
    protected readonly IEventHandlerExecutionContext eventHandlerExecutionContext;

    protected BaseEventBus(IEventHandlerExecutionContext eventHandlerExecutionContext)
    {
        this.eventHandlerExecutionContext = eventHandlerExecutionContext;
    }

    public abstract Task PublishAsync<TEvent>(TEvent @event, CancellationToken cancellationToken = default) where TEvent : IEvent;

    public abstract void Subscribe<TEvent, TEventHandler>()
        where TEvent : IEvent
        where TEventHandler : IEventHandler<TEvent>;
	
	// Disposable接口实现代码省略
}

在上面的代码中，PublishAsync和Subscribe方法是抽象方法，以便子类根据不同的需要来实现。

接下来就是调整PassThroughEventBus，使其继承于BaseEventBus：

public sealed class PassThroughEventBus : BaseEventBus
{
    private readonly EventQueue eventQueue = new EventQueue();
    private readonly ILogger logger;

    public PassThroughEventBus(IEventHandlerExecutionContext context,
        ILogger<PassThroughEventBus> logger)
        : base(context)
    {
        this.logger = logger;
        logger.LogInformation($"PassThroughEventBus构造函数调用完成。Hash Code：{this.GetHashCode()}.");

        eventQueue.EventPushed += EventQueue_EventPushed;
    }

    private async void EventQueue_EventPushed(object sender, EventProcessedEventArgs e)
        => await this.eventHandlerExecutionContext.HandleEventAsync(e.Event);

    public override Task PublishAsync<TEvent>(TEvent @event, CancellationToken cancellationToken = default)
    {
        return Task.Factory.StartNew(() => eventQueue.Push(@event));
    }

    public override void Subscribe<TEvent, TEventHandler>()
    {
        if (!this.eventHandlerExecutionContext.HandlerRegistered<TEvent, TEventHandler>())
        {
            this.eventHandlerExecutionContext.RegisterHandler<TEvent, TEventHandler>();
        }
    }
	
    // Disposable接口实现代码省略
}

代码都很简单，也就不多做说明了，接下来，我们开始实现RabbitMQEventBus。

RabbitMQEventBus的实现

首先需要新建一个.NET Standard 2.0的项目，使用.NET Standard 2.0的项目模板所创建的项目，可以同时被.NET Framework 4.6.1或者.NET Core 2.0的应用程序所引用。创建新的类库项目的目的，是因为RabbitMQEventBus的实现需要依赖RabbitMQ C#开发库这个外部引用。因此，为了保证框架核心的纯净和稳定，需要在新的类库项目中实现RabbitMQEventBus。

Note：对于RabbitMQ及其C#库的介绍，本文就不再涉及了，网上有很多资料和文档，博客园有很多朋友在这方面都有使用经验分享，RabbitMQ官方文档也写得非常详细，当然是英文版的，如果英语比较好的话，建议参考官方文档。

以下就是在EdaSample案例中，RabbitMQEventBus的实现，我们先读一读代码，再对这部分代码做些分析。

public class RabbitMQEventBus : BaseEventBus
{
    private readonly IConnectionFactory connectionFactory;
    private readonly IConnection connection;
    private readonly IModel channel;
    private readonly string exchangeName;
    private readonly string exchangeType;
    private readonly string queueName;
    private readonly bool autoAck;
    private readonly ILogger logger;
    private bool disposed;

    public RabbitMQEventBus(IConnectionFactory connectionFactory,
        ILogger<RabbitMQEventBus> logger,
        IEventHandlerExecutionContext context,
        string exchangeName,
        string exchangeType = ExchangeType.Fanout,
        string queueName = null,
        bool autoAck = false)
        : base(context)
    {
        this.connectionFactory = connectionFactory;
        this.logger = logger;
        this.connection = this.connectionFactory.CreateConnection();
        this.channel = this.connection.CreateModel();
        this.exchangeType = exchangeType;
        this.exchangeName = exchangeName;
        this.autoAck = autoAck;

        this.channel.ExchangeDeclare(this.exchangeName, this.exchangeType);

        this.queueName = this.InitializeEventConsumer(queueName);

        logger.LogInformation($"RabbitMQEventBus构造函数调用完成。Hash Code：{this.GetHashCode()}.");
    }

    public override Task PublishAsync<TEvent>(TEvent @event, CancellationToken cancellationToken = default(CancellationToken))
    {
        var json = JsonConvert.SerializeObject(@event, new JsonSerializerSettings { TypeNameHandling = TypeNameHandling.All });
        var eventBody = Encoding.UTF8.GetBytes(json);
        channel.BasicPublish(this.exchangeName,
            @event.GetType().FullName,
            null,
            eventBody);
        return Task.CompletedTask;
    }

    public override void Subscribe<TEvent, TEventHandler>()
    {
        if (!this.eventHandlerExecutionContext.HandlerRegistered<TEvent, TEventHandler>())
        {
            this.eventHandlerExecutionContext.RegisterHandler<TEvent, TEventHandler>();
            this.channel.QueueBind(this.queueName, this.exchangeName, typeof(TEvent).FullName);
        }
    }

    protected override void Dispose(bool disposing)
    {
        if (!disposed)
        {
            if (disposing)
            {
                this.channel.Dispose();
                this.connection.Dispose();

                logger.LogInformation($"RabbitMQEventBus已经被Dispose。Hash Code:{this.GetHashCode()}.");
            }

            disposed = true;
            base.Dispose(disposing);
        }
    }

    private string InitializeEventConsumer(string queue)
    {
        var localQueueName = queue;
        if (string.IsNullOrEmpty(localQueueName))
        {
            localQueueName = this.channel.QueueDeclare().QueueName;
        }
        else
        {
            this.channel.QueueDeclare(localQueueName, true, false, false, null);
        }

        var consumer = new EventingBasicConsumer(this.channel);
        consumer.Received += async (model, eventArgument) =>
        {
            var eventBody = eventArgument.Body;
            var json = Encoding.UTF8.GetString(eventBody);
            var @event = (IEvent)JsonConvert.DeserializeObject(json, new JsonSerializerSettings { TypeNameHandling = TypeNameHandling.All });
            await this.eventHandlerExecutionContext.HandleEventAsync(@event);
            if (!autoAck)
            {
                channel.BasicAck(eventArgument.DeliveryTag, false);
            }
        };

        this.channel.BasicConsume(localQueueName, autoAck: this.autoAck, consumer: consumer);

        return localQueueName;
    }
}

阅读上面的代码，需要注意以下几点：

  1. 正如上面所述，构造函数需要接受IEventHandlerExecutionContext对象，并通过构造函数的base调用，将该对象传递给基类
  2. 构造函数中，queueName参数是可选参数，也就是说：
    1. 如果通过RabbitMQEventBus发送事件消息，则无需指定queueName参数，仅需指定exchangeName即可，因为在RabbitMQ中，消息的发布方无需知道消息是发送到哪个队列中
    2. 如果通过RabbitMQEventBus接收事件消息，那么也分两种情况：
      1. 如果两个进程在使用RabbitMQEventBus时，同时指定了queueName参数，并且queueName的值相同，那么这两个进程将会轮流处理路由至queueName队列的消息
      2. 如果两个进程在使用RabbitMQEventBus时，同时指定了queueName参数，但queueName的值不相同，或者都没有指定queueName参数，那么这两个进程将会同时处理路由至queueName队列的消息
    3. 有关Exchange和Queue的概念，请参考RabbitMQ的官方文档
  3. 在Subscribe方法中，除了将事件处理器注册到事件处理器执行上下文之外，还通过QueueBind方法，将指定的队列绑定到Exchange上
  4. 事件数据都通过Newtonsoft.Json进行序列化和反序列化，使用TypeNameHandling.All这一设定，使得序列化的JSON字符串中带有类型名称信息。在此处这样做既是合理的，又是必须的，因为如果没有带上类型名称的信息，JsonConvert.DeserializeObject反序列化时，将无法判定得到的对象是否可以转换为IEvent对象，这样就会出现异常。但如果是实现一个更为通用的消息系统，应用程序派发出去的事件消息可能还会被由Python或者Java所实现的应用程序所使用，那么对于这些应用，它们并不知道Newtonsoft.Json是什么，也无法通过Newtonsoft.Json加入的类型名称来获知事件消息的初衷（Intent），Newtonsoft.Json所带的类型信息又会显得冗余。因此，简单地使用Newtonsoft.Json作为事件消息的序列化、反序列化工具，其实是欠妥的。更好的做法是，实现自定义的消息序列化、反序列化器，在进行序列化的时候，将.NET相关的诸如类型信息等，作为Metadata（元数据）附着在序列化的内容上。理论上说，在序列化的数据中加上一些元数据信息是合理的，只不过我们对这些元数据做一些标注，表明它是由.NET框架产生的，第三方系统如果不关心这些信息，可以对元数据不做任何处理
  5. 在Dispose方法中，注意将RabbitMQ所使用的资源dispose掉

使用RabbitMQEventBus

在Customer服务中，使用RabbitMQEventBus就非常简单了，只需要引用RabbitMQEventBus的程序集，然后在Startup.cs文件的ConfigureServices方法中，替换PassThroughEventBus的使用即可：

public void ConfigureServices(IServiceCollection services)
{
    this.logger.LogInformation("正在对服务进行配置...");

    services.AddMvc();

    services.AddTransient<IEventStore>(serviceProvider => 
        new DapperEventStore(Configuration["mssql:connectionString"], 
            serviceProvider.GetRequiredService<ILogger<DapperEventStore>>()));

    var eventHandlerExecutionContext = new EventHandlerExecutionContext(services, 
        sc => sc.BuildServiceProvider());
    services.AddSingleton<IEventHandlerExecutionContext>(eventHandlerExecutionContext);
    // services.AddSingleton<IEventBus, PassThroughEventBus>();

    var connectionFactory = new ConnectionFactory { HostName = "localhost" };
    services.AddSingleton<IEventBus>(sp => new RabbitMQEventBus(connectionFactory,
        sp.GetRequiredService<ILogger<RabbitMQEventBus>>(),
        sp.GetRequiredService<IEventHandlerExecutionContext>(),
        RMQ_EXCHANGE,
        queueName: RMQ_QUEUE));

    this.logger.LogInformation("服务配置完成，已注册到IoC容器！");
}

Note：一种更好的做法是通过配置文件来配置IoC容器，在曾经的Microsoft Patterns and Practices Enterprise Library Unity Container中，使用配置文件是很方便的。这样只需要Customer服务能够通过配置文件来配置IoC容器，同时只需要让Customer服务依赖（注意，不是程序集引用）于不同的事件总线的实现即可，无需对Customer服务重新编译。

下面来验证一下效果。首先确保RabbitMQ已经配置并启动妥当，我是安装在本地机器上，使用默认安装。首先启动ASP.NET Core Web API，然后通过Powershell发起两次创建Customer的请求：

查看一下数据库是否更新正常：

并检查一下日志信息：

RabbitMQ中Exchange的信息：

总结

本文提供了一种RabbitMQEventBus的实现，目前来说是够用的，而且这种实现是可以使用在实际项目当中的。在实际使用中，或许也会碰到一些与RabbitMQ本身有关的问题，这就需要具体问题具体分析了。此外，本文没有涉及事件消息丢失、重发然后保证最终一致性的问题，这些内容会在后面讨论。从下文开始，我们着手逐步实现CQRS架构的领域事件和事件存储部分。

源代码的使用

本系列文章的源代码在https://github.com/daxnet/edasample这个Github Repo里，通过不同的release tag来区分针对不同章节的源代码。本文的源代码请参考chapter_3这个tag，如下：

 

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