面试题：Python多文件分布式系统的设计与实现

整体架构

服务模块层：由多个独立的服务模块组成，每个模块完成特定的业务功能，且每个模块由多个Python文件构成，负责业务逻辑处理、数据持久化等操作。
消息队列层：位于服务模块之间，作为数据传输的桥梁，各个服务模块通过消息队列发送和接收消息，实现异步通信。

模块划分

用户服务模块：处理用户相关的业务逻辑，如注册、登录等，可能包含user_handler.py用于处理请求逻辑，user_db.py用于与用户数据库交互。
订单服务模块：负责订单相关操作，像订单创建、查询等，有order_handler.py和order_db.py等文件分别处理业务和数据库交互。

消息队列的选型与配置

选型：推荐使用RabbitMQ，它是一个开源的消息代理软件，支持多种消息协议，具有高可靠性、灵活性和可扩展性。
配置：
- 安装RabbitMQ服务器，并启动服务。
- 使用pika库在Python中连接RabbitMQ。示例代码如下：

import pika

# 连接到RabbitMQ服务器
connection = pika.BlockingConnection(pika.ConnectionParameters('localhost'))
channel = connection.channel()

# 声明队列
channel.queue_declare(queue='test_queue')

处理模块间的一致性和容错性问题

一致性：
- 使用事务机制，在消息发送和接收过程中保证数据的一致性。例如在RabbitMQ中，可以使用channel.tx_select()开启事务，channel.tx_commit()提交事务，channel.tx_rollback()回滚事务。
- 对于重要数据，采用消息确认机制。发送方等待接收方的确认消息，确保消息被正确接收。
容错性：
- 消息队列本身具有一定的容错能力，如RabbitMQ可以通过镜像队列等方式保证消息不丢失。
- 服务模块实现重试机制，当处理消息失败时，根据一定的策略进行重试。例如：

import time

max_retries = 3
retry_delay = 1

for attempt in range(max_retries):
    try:
        # 处理消息的代码
        break
    except Exception as e:
        if attempt < max_retries - 1:
            time.sleep(retry_delay)
        else:
            raise e

关键代码示例

发送消息示例：

import pika

connection = pika.BlockingConnection(pika.ConnectionParameters('localhost'))
channel = connection.channel()
channel.queue_declare(queue='test_queue')

message = 'Hello, World!'
channel.basic_publish(exchange='', routing_key='test_queue', body=message)
print(" [x] Sent 'Hello, World!'")
connection.close()

接收消息示例：

import pika

def callback(ch, method, properties, body):
    print(" [x] Received %r" % body)

connection = pika.BlockingConnection(pika.ConnectionParameters('localhost'))
channel = connection.channel()
channel.queue_declare(queue='test_queue')

channel.basic_consume(queue='test_queue', on_message_callback=callback, auto_ack=True)

print(' [*] Waiting for messages. To exit press CTRL+C')
channel.start_consuming()

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模块划分

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处理模块间的一致性和容错性问题

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