Sistema Distribuído de Streaming de Música

Sistema distribuído inspirado em plataformas de streaming de música (Spotify, Deezer), implementado como projeto final da disciplina de Sistemas Distribuídos. O sistema demonstra comunicação interprocessos, invocação remota (RPC), comunicação indireta e assíncrona via RabbitMQ.

📋 Arquitetura do Sistema

O sistema é composto pelos seguintes componentes:

1. Cliente (`client.py`)

Envia requisições ao gateway, simulando interações de usuários com a plataforma (busca de músicas, criação de playlists, consulta de histórico).

2. Gateway (`gateway.py`)

Middleware que atua como ponto único de entrada do sistema. Recebe requisições do cliente e coordena a comunicação com os serviços distribuídos através de RPC.

3. Serviços Distribuídos (`services/`)

Cada serviço executa em processo separado e implementa funcionalidades específicas:

Catalog Service (catalog_service.py): Gerencia o catálogo de músicas, permitindo busca e listagem.
Playlist Service (playlist_service.py): Gerencia playlists de usuários, permitindo criação, adição de músicas e consulta.
User Service (user_service.py): Gerencia usuários e histórico de reprodução, além de publicar eventos assíncronos.

4. Módulo de Mensagens (`messaging.py`)

Fornece abstrações para comunicação via RabbitMQ:

Funções para publicação de mensagens assíncronas
Cliente RPC para invocação remota síncrona

5. Broker de Mensagens (RabbitMQ)

Responsável pela comunicação indireta e assíncrona entre os componentes.

🏗️ Padrões de Comunicação

O sistema demonstra dois tipos de comunicação:

Comunicação Síncrona (RPC)

Cliente → Gateway → Serviços: Requisições que necessitam resposta imediata
Usado para: busca de músicas, criação de playlists, consulta de histórico

Comunicação Assíncrona (Pub/Sub)

Eventos publicados sem esperar resposta imediata
Usado para: registro de eventos de reprodução (filas de eventos)

🚀 Requisitos

Python 3.10+
RabbitMQ Server
Ambiente virtual Python (venv recomendado)

📦 Instalação

1. Instalar RabbitMQ

Ubuntu/Debian:

sudo apt update
sudo apt install rabbitmq-server

Fedora:

sudo dnf install rabbitmq-server

macOS:

brew install rabbitmq

Após instalar, inicie o serviço:

# Linux (systemd)
sudo systemctl start rabbitmq-server

# macOS
brew services start rabbitmq

2. Configurar Ambiente Virtual

# Navegar para o diretório do projeto
cd /home/vash/distributed_music

# Criar ambiente virtual
python3 -m venv venv

# Ativar ambiente virtual
source venv/bin/activate

# Instalar dependências
pip install -r requirements.txt

▶️ Execução

O sistema precisa de 5 terminais separados rodando simultaneamente. Cada componente deve estar em execução antes do próximo.

⚠️ Ordem de Inicialização

RabbitMQ (deve estar rodando)
Catalog Service
Playlist Service
User Service
Gateway
Cliente (executa as operações e encerra)

Passo 1: Verificar RabbitMQ

Verificar se está rodando:

sudo systemctl status rabbitmq-server
# ou
rabbitmqctl status

Se não estiver rodando, apenas INICIE o serviço:

# Linux
sudo systemctl start rabbitmq-server

# macOS
brew services start rabbitmq

Nota: Se você ainda não instalou o RabbitMQ, volte à seção de Instalação acima.

Passo 2: Iniciar os Serviços

Abra 4 terminais separados e execute cada serviço na ordem especificada:

Terminal 1 - Catalog Service:

cd /home/vash/distributed_music
source venv/bin/activate
python services/catalog_service.py

Saída esperada: 🎵 Catalog Service (Top BR) rodando...

Terminal 2 - Playlist Service:

cd /home/vash/distributed_music
source venv/bin/activate
python services/playlist_service.py

Saída esperada: 📂 Serviço de playlists ativo...

Terminal 3 - User Service:

cd /home/vash/distributed_music
source venv/bin/activate
python services/user_service.py

Saída esperada: 👤 Serviço de usuários ativo...

Terminal 4 - Gateway:

cd /home/vash/distributed_music
source venv/bin/activate
python gateway.py

Saída esperada: 🚪 Gateway aguardando requisições...

Passo 3: Executar o Cliente

Terminal 5 - Cliente:

cd /home/vash/distributed_music
source venv/bin/activate
python client.py

O cliente executará automaticamente todas as operações:

Busca de músicas
Listagem de catálogo
Criação de playlists
Adição de músicas às playlists
Consulta de histórico
Registro de reproduções

🛑 Encerrando o Sistema

Para encerrar o sistema, pressione Ctrl+C em cada terminal na ordem inversa:

Cliente (se ainda estiver rodando)
Gateway
User Service
Playlist Service
Catalog Service

🔍 Verificando se está funcionando

Verificar filas no RabbitMQ:

rabbitmqctl list_queues

Você deve ver as seguintes filas quando os serviços estiverem rodando:

gateway_rpc
catalog_rpc
playlist_rpc
user_rpc
play_history_events (quando houver eventos)

⚠️ Solução de Problemas

Erro: "ModuleNotFoundError: No module named 'pika'"

Solução: Certifique-se de que o ambiente virtual está ativado e instale as dependências:

source venv/bin/activate
pip install -r requirements.txt

Erro: "Connection refused" ou "Cannot connect to RabbitMQ"

Solução: Inicie o RabbitMQ:

sudo systemctl start rabbitmq-server
# ou
sudo systemctl restart rabbitmq-server

Erro: "Queue not found" ou timeout

Solução: Certifique-se de que todos os serviços estão rodando na ordem correta:

Catalog Service
Playlist Service
User Service
Gateway
Cliente

Os serviços não respondem

Solução: Verifique se o RabbitMQ está rodando e se todas as conexões estão ativas:

rabbitmqctl list_connections

📝 Funcionalidades Implementadas

Catalog Service

search_music: Busca músicas por título, artista ou gênero
list_all: Lista todas as músicas do catálogo
get_song_by_id: Obtém detalhes de uma música específica

Playlist Service

create_playlist: Cria uma nova playlist para um usuário
add_song_to_playlist: Adiciona uma música a uma playlist
get_playlist: Obtém detalhes de uma playlist
list_user_playlists: Lista todas as playlists de um usuário

User Service

get_user_history: Obtém histórico de reprodução de um usuário
get_user_info: Obtém informações de um usuário
register_play: Registra uma reprodução de música (também publica evento assíncrono)

🔄 Fluxo de Execução

Cliente → Gateway (RPC) → Serviço Específico → Gateway → Cliente
                         ↓
                    Evento Assíncrono (RabbitMQ)

Exemplo: Busca de Música

Cliente envia requisição RPC ao Gateway
Gateway identifica ação search_music e encaminha ao Catalog Service
Catalog Service processa a busca e retorna resultados
Gateway retorna resposta ao Cliente
Cliente exibe resultados

Exemplo: Registro de Reprodução

Cliente envia requisição RPC ao Gateway
Gateway encaminha ao User Service
User Service registra a reprodução
User Service publica evento assíncrono na fila play_history_events
Gateway retorna confirmação ao Cliente

📊 Estrutura de Mensagens

Requisições RPC

{
  "action": "search_music",
  "query": "Funk"
}

Respostas

{
  "result": [
    {
      "id": 1,
      "title": "Tá OK",
      "artist": "DENNIS & Kevin O Chris",
      "genre": "Funk"
    }
  ]
}

Eventos Assíncronos

{
  "user_id": 1,
  "song_title": "Tá OK",
  "type": "song_played"
}

🧪 Exemplos de Uso

Buscar Música

from messaging import RpcClient

rpc = RpcClient()
response = rpc.call('gateway_rpc', {
    'action': 'search_music',
    'query': 'Sertanejo'
})
print(response)

Criar Playlist

response = rpc.call('gateway_rpc', {
    'action': 'create_playlist',
    'playlist_name': 'Minhas Favoritas',
    'user_id': 1
})
playlist_id = response.get('playlist_id')

Publicar Evento Assíncrono

from messaging import publish

publish('play_history_events', {
    'user_id': 1,
    'song_title': 'Tá OK',
    'type': 'song_played'
})

📁 Estrutura do Projeto

distributed_music/
├── client.py                 # Cliente do sistema
├── gateway.py                # Gateway/Middleware
├── messaging.py              # Módulo de comunicação
├── requirements.txt          # Dependências Python
├── .gitignore               # Arquivos ignorados pelo Git
├── README.md                # Este arquivo
└── services/
    ├── catalog_service.py   # Serviço de catálogo
    ├── playlist_service.py  # Serviço de playlists
    └── user_service.py      # Serviço de usuários

🔍 Conceitos de Sistemas Distribuídos Demonstrados

Comunicação Interprocessos: Componentes comunicam-se via RabbitMQ
Invocação Remota (RPC): Comunicação síncrona cliente-servidor
Comunicação Indireta: Via broker de mensagens (RabbitMQ)
Comunicação Assíncrona: Eventos publicados sem bloqueio
Middleware (Gateway): Ponto único de entrada e coordenação
Serviços Distribuídos: Processos separados com responsabilidades específicas

⚠️ Notas Importantes

Ordem é importante: Os serviços devem ser iniciados na ordem especificada
Mantenha todos os terminais abertos: Cada serviço precisa estar rodando simultaneamente
Dados em memória: Os dados são armazenados em memória e serão perdidos ao reiniciar os serviços
Timeout: O sistema tem timeout padrão de 30 segundos para requisições RPC
Tratamento de erros: Tratamento de erros básico está implementado

👥 Autores

Projeto desenvolvido para a disciplina de Sistemas Distribuídos - 2025-2

📄 Licença

Este projeto foi desenvolvido para fins educacionais.

Name		Name	Last commit message	Last commit date
__pycache__		__pycache__
services		services
.gitignore		.gitignore
README.md		README.md
client.py		client.py
gateway.py		gateway.py
messaging.py		messaging.py
requirements.txt		requirements.txt

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