Calculatrice Distribuée avec RabbitMQ

Ce projet implémente un système de calculatrice distribuée à l'aide de RabbitMQ comme message broker. Le système peut effectuer des opérations mathématiques (addition, soustraction, multiplication et division) de manière asynchrone et distribuer la charge entre plusieurs workers.

Démo en ligne

Essayez la calculatrice distribuée ici : https://calculator.louisrvl.fr/

Architecture

Le projet est organisé selon une architecture orientée messages avec les composants suivants:

• Workers : Services qui écoutent les files de messages pour effectuer des opérations mathématiques spécifiques
• Producer : Service qui génère des opérations aléatoires pour les workers
• Client interactif : Interface de ligne de commande pour soumettre des calculs
• Serveur web : API REST et interface utilisateur web pour soumettre des calculs
• RabbitMQ : Broker de messages qui gère la communication entre les composants

Flux de messages

1. Un client (producer, interactive, ou web) envoie une opération à calculer
2. Le message est publié sur un exchange avec une routing key basée sur l'opération
3. Les workers abonnés à cette opération traitent le message
4. Le résultat est renvoyé à une file de résultats ou à une file spécifique au client

Prérequis

• Docker et Docker Compose
• Node.js (>=20) pour le développement local
• npm pour le développement local

Installation

Avec Docker (recommandé)

1. Cloner le dépôt

2. Créer un fichier .env à la racine du projet avec les variables suivantes : (Un .env d'example est fourni afin de lancer rapidement le projet)

WEBSERVER_PORT=8025
RABBITMQ_USER=user
RABBITMQ_PASS=password

AMQP_URL=amqp://${RABBITMQ_USER}:${RABBITMQ_PASS}@rabbitmq:5672
AMQP_URL_LOCAL=amqp://user:password@localhost:5672

3. Démarrer l'application complète avec Docker Compose :

docker compose up -d

Cette commande va:

• Démarrer un conteneur RabbitMQ avec l'interface d'administration
• Construire et démarrer le serveur web sur le port 8025
• Construire et démarrer une flotte de workers

4. Accéder à l'application:
   • Interface Web: http://localhost:8025
   • Interface d'administration RabbitMQ: http://localhost:15672 (utilisateur et mot de passe définis dans .env)

Développement local (sans Docker)

1. Démarrer RabbitMQ avec Docker :

docker compose up -d rabbitmq

2. Installer les dépendances Node.js :

npm install

Utilisation

Démarrer tous les composants

npm run start

• Workers : Services qui écoutent les files de messages pour effectuer des opérations mathématiques > spécifiques
• Producer : Service qui génère des opérations aléatoires pour les workers
• Client Résultat : Interface de ligne de commande pour soumettre des calculs

Ou lancer chaques composants individuelement :

Démarrer une flotte de workers

npm run start:workers

Démarrer la file de résultats :

npm run start:results

Lancer le producteur de messages aléatoires

npm run start:producer

Démarrer le serveur web

npm run start:webserver

Puis accédez à http://localhost:8025 dans votre navigateur.

Ou lancer le client interactif

npm run start:interactive

Puis entrez des opérations comme 10 + 5, 20 * 3, etc.

Fonctionnement technique

• Le système utilise des échanges directs dans RabbitMQ
• Les opérations sont distribuées aux workers basés sur la routing key
• Les messages sont persistants pour garantir leur traitement
• Les workers simulent un temps de traitement aléatoire (5-15 secondes)
• Les résultats sont renvoyés de manière asynchrone via des files de réponse dédiées

Conteneurisation

Le projet est conteneurisé avec Docker pour faciliter le déploiement:

Images Docker

• Dockerfile.webserver: Image pour le serveur web

  • Basée sur Node.js 22 Alpine
  • Expose le port 8025
  • Démarre le serveur web (server.js)

• Dockerfile.workers: Image pour les workers

  • Basée sur Node.js 22 Alpine
  • Démarre une flotte de workers (start_workers.js)

Services Docker Compose

• rabbitmq: Broker de messages

  • Ports: 5672 (AMQP), 15672 (Interface d'administration)
  • Utilisateur/mot de passe configurables via variables d'environnement

• webserver: Interface utilisateur et API REST

  • Construit à partir de Dockerfile.webserver
  • Port exposé: 8025
  • Dépend du service rabbitmq
  • Redémarrage automatique en cas de problème

• workers: Flotte de workers pour traiter les calculs

  • Construit à partir de Dockerfile.workers
  • Dépend du service rabbitmq
  • Redémarrage automatique en cas de problème

Structure du projet

.
├── docker-compose.yml      # Configuration Docker Compose
├── Dockerfile.webserver    # Image Docker pour le serveur web
├── Dockerfile.workers      # Image Docker pour les workers
├── package.json            # Configuration du projet Node.js
├── public/                 # Fichiers statiques pour l'interface web
└── src/
    ├── interactive.js      # Client interactif en ligne de commande
    ├── producer.js         # Générateur d'opérations aléatoires
    ├── result_client.js    # Client pour recevoir les résultats
    ├── server.js           # Serveur web avec API REST
    ├── start_all.js        # Script pour démarrer tous les composants
    ├── start_workers.js    # Script pour démarrer une flotte de workers
    ├── utils/              # Utilitaires partagés
    │   ├── amqpUtils.js    # Fonctions utilitaires pour RabbitMQ
    │   ├── logger.js       # Utilitaires de journalisation
    │   └── runScript.js    # Utilitaire pour exécuter des scripts
    └── worker.js           # Implémentation du worker

Arrêt

Pour arrêter RabbitMQ et les conteneurs Docker:

docker compose down

Pour supprimer également les volumes:

docker compose down -v

Auteur

Repo créé pour le cours de RabbitMQ & KAFKA à EFREI Paris

• Louis Réville
• Sébastien Branly
• Guillaume Maugin