字节二面：引入RabbitMQ后，你如何保证全链路数据100%不丢失？

た入场券 2023-10-12 09:59 39阅读 0赞

我们都知道，消息从生产端到消费端消费要经过3个步骤：

1.  生产端发送消息到RabbitMQ；
2.  RabbitMQ发送消息到消费端；
3.  消费端消费这条消息；

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这3个步骤中的每一步都有可能导致消息丢失，消息丢失不可怕，可怕的是丢失了我们还不知道，所以要有一些措施来保证系统的可靠性。

这里的可靠并不是一定就100%不丢失了，磁盘损坏，机房爆炸等等都能导致数据丢失，当然这种都是极小概率发生，能做到99.999999%消息不丢失，就是可靠的了。下面来具体分析一下问题以及解决方案。

## 生产端可靠性投递 ##

生产端可靠性投递，即生产端要确保将消息正确投递到RabbitMQ中。

生产端投递的消息丢失的原因有很多，比如消息在网络传输的过程中发生网络故障消息丢失，或者消息投递到RabbitMQ时RabbitMQ挂了，那消息也可能丢失，而我们根本不知道发生了什么。

针对以上情况，RabbitMQ本身提供了一些机制。

## 事务消息机制 ##

事务消息机制由于会严重降低性能，所以一般不采用这种方法，我就不介绍了，而采用另一种轻量级的解决方案：confirm消息确认机制。

## confirm消息确认机制 ##

什么是confirm消息确认机制？顾名思义，就是生产端投递的消息一旦投递到RabbitMQ后，RabbitMQ就会发送一个确认消息给生产端，让生产端知道我已经收到消息了，否则这条消息就可能已经丢失了，需要生产端重新发送消息了。

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通过下面这句代码来开启确认模式：

channel.confirmSelect();// 开启发送方确认模式

然后异步监听确认和未确认的消息：

channel.addConfirmListener(new ConfirmListener() {
        //消息正确到达broker
        @Override
        public void handleAck(long deliveryTag, boolean multiple) throws IOException {
            System.out.println("已收到消息");
            //做一些其他处理
        }
    
        //RabbitMQ因为自身内部错误导致消息丢失，就会发送一条nack消息
        @Override
        public void handleNack(long deliveryTag, boolean multiple) throws IOException {
            System.out.println("未确认消息，标识：" + deliveryTag);
            //做一些其他处理，比如消息重发等
        }
    });

这样就可以让生产端感知到消息是否投递到RabbitMQ中了，当然这样还不够，稍后我会说一下极端情况。

## 消息持久化 ##

那消息持久化呢？我们知道，RabbitMQ收到消息后将这个消息暂时存在了内存中，那这就会有个问题，如果RabbitMQ挂了，那重启后数据就丢失了，所以相关的数据应该持久化到硬盘中，这样就算RabbitMQ重启后也可以到硬盘中取数据恢复。那如何持久化呢？

message消息到达RabbitMQ后先是到exchange交换机中，然后路由给queue队列，最后发送给消费端。

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所有需要给exchange、queue和message都进行持久化：

exchange持久化：

//第三个参数true表示这个exchange持久化
    channel.exchangeDeclare(EXCHANGE_NAME, "direct", true);

queue持久化：

//第二个参数true表示这个queue持久化
    channel.queueDeclare(QUEUE_NAME, true, false, false, null);

message持久化：

//第三个参数MessageProperties.PERSISTENT_TEXT_PLAIN表示这条消息持久化
    channel.basicPublish(EXCHANGE_NAME, ROUTING_KEY, MessageProperties.PERSISTENT_TEXT_PLAIN, message.getBytes(StandardCharsets.UTF_8));

这样，如果RabbitMQ收到消息后挂了，重启后会自行恢复消息。

到此，RabbitMQ提供的几种机制都介绍完了，但这样还不足以保证消息可靠性投递RabbitMQ中，上面我也提到了会有极端情况，比如RabbitMQ收到消息还没来得及将消息持久化到硬盘时，RabbitMQ挂了，这样消息还是丢失了，或者RabbitMQ在发送确认消息给生产端的过程中，由于网络故障而导致生产端没有收到确认消息，这样生产端就不知道RabbitMQ到底有没有收到消息，就不好做接下来的处理。

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所以除了RabbitMQ提供的一些机制外，我们自己也要做一些消息补偿机制，以应对一些极端情况。接下来我就介绍其中的一种解决方案——消息入库。

## 消息入库 ##

消息入库，顾名思义就是将要发送的消息保存到数据库中。

首先发送消息前先将消息保存到数据库中，有一个状态字段`status=0`，表示生产端将消息发送给了RabbitMQ但还没收到确认。在生产端收到确认后将status设为1，表示RabbitMQ已收到消息。

这里有可能会出现上面说的两种情况，所以生产端这边开一个定时器，定时检索消息表，将status=0并且超过固定时间后（可能消息刚发出去还没来得及确认这边定时器刚好检索到这条status=0的消息，所以给个时间）还没收到确认的消息取出重发（第二种情况下这里会造成消息重复，消费者端要做幂等性），可能重发还会失败，所以可以做一个最大重发次数，超过就做另外的处理。

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这样消息就可以可靠性投递到RabbitMQ中了，而生产端也可以感知到了。

## 消费端消息不丢失 ##

既然已经可以让生产端100%可靠性投递到RabbitMQ了，那接下来就改看看消费端的了，如何让消费端不丢失消息。

默认情况下，以下3种情况会导致消息丢失：

*  在RabbitMQ将消息发出后，消费端还没接收到消息之前，发生网络故障，消费端与RabbitMQ断开连接，此时消息会丢失；
 *  在RabbitMQ将消息发出后，消费端还没接收到消息之前，消费端挂了，此时消息会丢失；
 *  消费端正确接收到消息，但在处理消息的过程中发生异常或宕机了，消息也会丢失。

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其实，上述3中情况导致消息丢失归根结底是因为RabbitMQ的自动ack机制，即默认RabbitMQ在消息发出后就立即将这条消息删除，而不管消费端是否接收到，是否处理完，导致消费端消息丢失时RabbitMQ自己又没有这条消息了。

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所以就需要将自动ack机制改为手动ack机制。

消费端手动确认消息：

DeliverCallback deliverCallback = (consumerTag, delivery) -> {
        try {
            //接收到消息，做处理
            //手动确认
            channel.basicAck(delivery.getEnvelope().getDeliveryTag(), false);
        } catch (Exception e) {
            //出错处理，这里可以让消息重回队列重新发送或直接丢弃消息
        }
    };
    //第二个参数autoAck设为false表示关闭自动确认机制，需手动确认
    channel.basicConsume(QUEUE_NAME, false, deliverCallback, consumerTag -> {});

这样，当autoAck参数置为false，对于RabbitMQ服务端而言，队列中的消息分成了两个部分：

*  一部分是等待投递给消费端的消息；
 *  一部分是已经投递给消费端，但是还没有收到消费端确认信号的消息。

如果RabbitMQ一直没有收到消费端的确认信号，并且消费此消息的消费端已经断开连接或宕机（RabbitMQ会自己感知到），则RabbitMQ会安排该消息重新进入队列（放在队列头部），等待投递给下一个消费者，当然也有能还是原来的那个消费端，当然消费端也需要确保幂等性。

好了，到此从生产端到RabbitMQ再到消费端的全链路，就可以保证数据的不丢失。

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