在现代软件系统设计中，分布式架构已经成为了系统设计的必要要素，因为分布式架构能够提高系统的可用性，可扩展性和可靠性。在分布式架构系统中，任务分发和任务处理通常是复杂和耗时的问题。为了解决这个问题，可以使用Gearman进行任务分发和任务处理。在本文中，我们将详细介绍如何使用Gearman将任务分发和处理任务卸载。

Gearman 概述

Gearman是一个开源的分布式任务调度平台，用于在多个系统上并行运行任务。该平台可以将计算任务分配给多个服务器，因此可以提高应用程序的性能，减少响应时间。Gearman的基本设计原则是使用客户端/工作人员模型，以便客户端可以将任务提交到Gearman服务器，服务器然后将任务分配给相应的工作人员。

Gearman实现了多种工作人员类型，包括客户端请求分离的任务、异步通知，以及其他可用任务类型。这些任务类型都可以通过Gearman服务器来分配和控制，从而使多个工作人员可以同时处理多个任务。

Gearman提供了基于C++和Perl编写的服务器和客户端API，还提供了许多可供使用的语言绑定程序，例如Python，Ruby和Java。

Gearman工作原理

Gearman是由服务器和客户端组成的系统，其中服务器可以分为多个服务器，而客户端则可以包含一个或多个客户端应用程序。

Gearman服务器的功能是接受客户端应用程序提交的任务，并将这些任务分配给可以处理这些任务的工作人员。每个工作人员都注册了Gearman服务器的任务，并定期向服务器发送他们可用的状态。服务器会将任务分配给可用的工作人员，并记录任务处理的进度和状态。

客户端应用程序连接到Gearman服务器，提交任务并等待返回结果。当服务器收到客户端的请求时，它将任务分配给可用的工作人员，并监视任务的处理进度。一旦任务完成，服务器将结果返回给客户端应用程序。

Gearman 中有两种服务器：Job sever（任务服务器）和Worker server（工作服务器）。Job server负责接收任务，将任务分发到工作服务器中进行处理。Worker server负责执行任务并将结果返回给Job server。Gearman框架可以动态的添加Job server，从而可以将任务分发到多台服务器进行处理。

Gearman架构图：

Gearman 使用场景

Gearman适用于以下情况：

1. 分布式系统

如果在应用程序中编写了一些可以并行处理的任务，那么可以使用Gearman来在多个系统上并行运行这些任务。这将增加应用程序的性能，并减少对单个服务器的依赖性。此外，Gearman还支持多种工作人员类型，包括客户端请求分离的任务，异步通知和其他可用任务类型。

2. 高负载

如果您的应用程序需要处理大量的任务，那么可以使用Gearman通过多个服务器来提高应用程序的性能和可扩展性。此外，Gearman还提供了一个动态添加和删除工作人员的功能，这使得可以动态的调整计算资源以应对应用程序的高负载需求。

3. 异步通信

如果应用程序需要进行异步通信，则可以使用Gearman。Gearman支持异步任务提交和异步通知，这意味着客户端应用程序可以提交任务并继续运行，而不必等待响应。一旦任务完成，工作人员可以使用Gearman API向客户端应用程序发送通知。

Gearman 安装

要在Linux系统上安装Gearman，请按照以下步骤操作：

1. 打开终端并使用以下命令安装Gearman：

$ sudo apt-get install gearman-job-server

2. 安装相关的Gearman库：libgearman-dev（静态库）和libgearman（动态库）：

$ sudo apt-get install libgearman-dev

$ sudo apt-get install libgearman

3. 验证服务器是否安装成功并且正在运行：

$ gearadmin --version

$ ps -ef | grep gearmand

Gearman 使用

Gearman运行机制比较简单，任务分为两端：客户端和工作者端。下面是分别介绍：

1. 客户端

客户端是向Gearman服务器提交任务的程序。它提供了一个API，允许应用程序提交一个任务并等待处理结果。

下面是一个Gearman客户端程序的示例。该程序将每个字母的大小写反转，并将结果返回到客户端：

$client = new GearmanClient();

$client->addServer('127.0.0.1', 4730);

$data = "Hello World";

echo "Sending: $data\n";

$result = $client->doNormal("reverse", $data);

echo "Result: $result\n";

?>

这段代码将“Hello World”提交给Gearman服务器，要求服务器在线程中反转其大小写。下面是关于此代码的说明：

1. 创建一个Gearman客户端对象，并连接到本地服务器。

2. 提交要处理的数据，并指定任务的名称（reverse）。

3. 带着任务名称和要处理的数据调用Gearman客户端的doNormal方法。

4. 接收Gearman服务器返回给客户端的数据，并输出结果。

2. 工作人员

工作人员是接收Gearman服务器中要处理的任务并完成任务的程序。它提供了一个API，用于在成功完成任务时通知服务器。

如下是一个Gearman工人的简单示例。这个程序只是简单地将消息反转，并返回结果：

$worker = new GearmanWorker();

$worker->addServer();

$worker->addFunction("reverse", function (GearmanJob $job) {

$data = $job->workload();

return strrev($data);

});

while ($worker->work());

?>

这段代码创建了一个Gearman工作对象，并添加到Gearman服务器。下面是关于此代码的说明：

1. 创建一个Gearman工作对象并连接到Gearman服务器。

2. 使用addFunction方法注册任务名称（reverse）和相应的任务处理函数。

3. 使用while循环，不断处理从Gearman服务器中接收到的任务。 use ```$worker->work()``` 方法可以让工人一直工作而不终止。

总结

文章详细介绍了如何使用Gearman将任务分发和处理任务卸载。Gearman是一个开源的分布式任务调度平台，用于在多个系统上并行运行任务。使用Gearman可以将计算任务分配给多个服务器，并提高应用程序的性能，减少响应时间。Gearman提供了基于C++和Perl编写的服务器和客户端API，还提供了许多可供使用的语言绑定程序，例如Python，Ruby和Java。通过阅读此文，您已经了解了Gearman的工作原理，安装和用法。