RabbitMQ生产者的可靠性

电玩女神 2024-02-21 10:37 11阅读 0赞

**目录**

MQ使用时会出现的问题

生产者的可靠性

1、生产者重连

2、生产者确认

3、数据持久化

交换机持久化

队列持久化

消息持久化

LazyQueue懒加载

--------------------

#### MQ使用时会出现的问题 ####

*  发送消息时丢失：
    
     *  生产者发送消息时连接MQ失败
     *  生产者发送消息到达MQ后未找到`Exchange`
     *  生产者发送消息到达MQ的`Exchange`后，未找到合适的`Queue`
     *  消息到达MQ后，处理消息的进程发生异常
 *  MQ导致消息丢失：
    
     *  消息到达MQ，保存到队列后，尚未消费就突然宕机
 *  消费者处理消息时：
    
     *  消息接收后尚未处理突然宕机
     *  消息接收后处理过程中抛出异常

#### 生产者的可靠性 ####

##### 1、生产者重连 #####

首先第一种情况，就是生产者发送消息时，出现了网络故障，导致与MQ的连接中断。为了解决这个问题，SpringAMQP提供的消息发送时的重试机制。即：当`RabbitTemplate`与MQ连接超时后，多次重试。

**在生产者yml文件添加配置开启重试机制**

spring:
      rabbitmq:
        connection-timeout: 1s # 设置MQ的连接超时时间
        template:
          retry:
            enabled: true # 开启超时重试机制
            initial-interval: 1000ms # 失败后的初始等待时间
            multiplier: 1 # 失败后下次的等待时长倍数，下次等待时长 = initial-interval * multiplier
            max-attempts: 3 # 最大重试次数

关掉RabbitMQ服务：

docker stop mq

然后测试发送一条消息，会发现会每隔1秒重试1次，总共重试了3次。消息发送的超时重试机制配置成功了！

![2a126479cfc14aaab07e7a9553dff311.png][]

**注意**：当网络不稳定的时候，利用重试机制可以有效提高消息发送的成功率。不过SpringAMQP提供的重试机制是**阻塞式**的重试，也就是说多次重试等待的过程中，当前线程是被阻塞的。 如果对于业务性能有要求，建议禁用重试机制。如果一定要使用，请合理配置等待时长和重试次数，当然也可以考虑使用异步线程来执行发送消息的代码

##### 2、生产者确认 #####

一般情况下，只要生产者与MQ之间的网路连接顺畅，基本不会出现发送消息丢失的情况，因此大多数情况下我们无需考虑这种问题。 不过，在少数情况下，也会出现消息发送到MQ之后丢失的现象，比如：

*  MQ内部处理消息的进程发生了异常
 *  生产者发送消息到达MQ后未找到`Exchange`
 *  生产者发送消息到达MQ的`Exchange`后，未找到合适的`Queue`，因此无法路由

针对上述情况，RabbitMQ提供了生产者消息确认机制，包括`Publisher Confirm`和`Publisher Return`两种。在开启确认机制的情况下，当生产者发送消息给MQ后，MQ会根据消息处理的情况返回不同的**回执**。

![9ae44472b56d46d1b7cecaba411caad2.png][]

总结如下：

*  当消息投递到MQ，但是路由失败时，通过**Publisher Return**返回异常信息，同时返回ack的确认信息，代表投递成功
 *  临时消息投递到了MQ，并且入队成功，返回ACK，告知投递成功
 *  持久消息投递到了MQ，并且入队完成持久化，返回ACK ，告知投递成功
 *  其它情况都会返回NACK，告知投递失败

其中`ack`和`nack`属于**Publisher Confirm**机制，`ack`是投递成功；`nack`是投递失败。而`return`则属于**Publisher Return**机制。 默认两种机制都是关闭状态，需要通过配置文件来开启。

在生产者yml文件添加配置开启重试机制

spring:
      rabbitmq:
        publisher-confirm-type: correlated # 开启publisher confirm机制，并设置confirm类型
        publisher-returns: true # 开启publisher return机制

这里`publisher-confirm-type`有三种模式可选：

*  `none`：关闭confirm机制
 *  `simple`：同步阻塞等待MQ的回执
 *  `correlated`：MQ异步回调返回回执

一般我们推荐使用`correlated`，回调机制。

每个`RabbitTemplate`只能配置一个`ReturnCallback`，因此我们可以在配置类中统一设置。我们在publisher模块定义一个配置类：

@Slf4j
    @Configuration
    public class MqConfig implements ApplicationContextAware {
        @Override
        public void setApplicationContext(ApplicationContext applicationContext) throws BeansException {
            RabbitTemplate rabbitTemplate = applicationContext.getBean(RabbitTemplate.class);
            rabbitTemplate.setReturnsCallback(new RabbitTemplate.ReturnsCallback() {
                @Override
                public void returnedMessage(ReturnedMessage returnedMessage) {
                    log.error("触发return callback,");
                    log.debug("交换机exchange: {}", returnedMessage.getExchange());
                    log.debug("routingKey: {}", returnedMessage.getRoutingKey());
                    log.debug("消息message: {}", returnedMessage.getMessage());
                    log.debug("replyCode: {}", returnedMessage.getReplyCode());
                    log.debug("replyText: {}", returnedMessage.getReplyText());
                }
            });
        }
    }

**定义ConfirmCallback**

由于每个消息发送时的处理逻辑不一定相同，因此ConfirmCallback需要在每次发消息时定义。具体来说，是在调用RabbitTemplate中的convertAndSend方法时，多传递一个参数：![1c098e295c78468fbe1a1912364edc64.png][]这里的CorrelationData中包含两个核心的东西：

*  `id`：消息的唯一标示，MQ对不同的消息的回执以此做判断，避免混淆
 *  `SettableListenableFuture`：回执结果的Future对象

将来MQ的回执就会通过这个`Future`来返回，我们可以提前给`CorrelationData`中的`Future`添加回调函数来处理消息回执： ![c5b29323be0d4c0bba96e55bf09f46af.png][]

我们新建一个测试，向系统自带的交换机发送消息，并且添加`ConfirmCallback`：

/**
         * 生产者消息确认
         * @throws InterruptedException
         */
        @Test
        public void testPublisherConfirm() throws InterruptedException {
            // 准备消息
            CorrelationData cd = new CorrelationData(UUID.randomUUID().toString());
            cd.getFuture().addCallback(new ListenableFutureCallback<CorrelationData.Confirm>() {
                @Override
                public void onFailure(Throwable ex) {
                   log.error("消息回调失败",ex);
                }
    
                @Override
                public void onSuccess(CorrelationData.Confirm result) {
                    log.debug("收到confirm callback回执");
                    if (result.isAck()){
                        log.debug("发送消息成功，收到 ack!");
                    }else {
                        log.debug("发送消息失败，收到 nack, reason : {}", result.getReason());
                    }
                }
            });
            // 发送消息
            rabbitTemplate.convertAndSend("mq.direct","blue","hello",cd);
    
            Thread.sleep(2000);
        }

![0ff99be2807d48e3802d9fb142448a39.png][] 当路由不对时，提示没有这个路由

![fe1a6e6fa12c43bd931711979b70b731.png][]

当交换机不对时，提示没有这个交换机

![ddeb97b420b44b3693f451b9984897cf.png][]

总结：

SpringAMQP中生产者消息确认的几种返回值情况

1、消息投递到了MQ，但是路由失败。会return路由异常原因，返回ACK

2、临时消息投递到了MQ，并且入队成功，返回ACK

3、持久消息投递到了MQ，并且入队完成持久化，返回ACK

4、其它情况都会返回NACK，告知投递失败

如何处理生产者的确认消息?  
1、生产者确认需要额外的网络和系统资源开销，尽量不要使用  
2、如果一定要使用，无需开启Publisher-Return机制，因为一般路由失败是自己业务问题  
3、对于nack消息可以有限次数重试，依然失败则记录异常消息

##### 3、数据持久化 #####

**MQ的可靠性**  
在默认情况下，RabbitMQ会将接收到的信息保存在内存中以降低消息收发的延迟。这样会导致两个问题

1、MQ宕机，内存中的消息会丢失  
2、内存空间有限，当消费者故障或处理过慢时，会导致消息积压，引发MQ阻塞小

为了提升性能，默认情况下MQ的数据都是在内存存储的临时数据，重启后就会消失。为了保证数据的可靠性，必须配置数据持久化，包括：

*  交换机持久化
 *  队列持久化
 *  消息持久化

###### 交换机持久化 ######

在控制台的`Exchanges`页面，添加交换机时可以配置交换机的`Durability`参数：

![d0ec234914034dca894643af6bede2d8.png][]

设置为`Durable`就是持久化模式，`Transient`就是临时模式。

###### 队列持久化 ######

在控制台的Queues页面，添加队列时，同样可以配置队列的`Durability`参数：

![50d5e404e397403ebc3bf1c7645f0a86.png][]

设置为`Durable`就是持久化模式，`Transient`就是临时模式。

###### 消息持久化 ######

在控制台发送消息的时候，可以添加很多参数，而消息的持久化是要配置一个`properties`：

![c6377dffa2004350ae4f2f90998cc7af.png][]

注意：在开启持久化机制以后，如果同时还开启了生产者确认，那么MQ会在消息持久化以后才发送ACK回执，进一步确保消息的可靠性。 不过出于性能考虑，为了减少IO次数，发送到MQ的消息并不是逐条持久化到数据库的，而是每隔一段时间批量持久化。一般间隔在100毫秒左右，这就会导致ACK有一定的延迟，因此建议生产者确认全部采用异步方式。

@Test
        public void persistence() {
            // 队列名称
            String queueName = "simple.queue";
            // 消息
            //MessageDeliveryMode.NON_PERSISTENT 非持久化
            //MessageDeliveryMode.PERSISTENT 持久化
            Message message = MessageBuilder.withBody("hello".getBytes(StandardCharsets.UTF_8))
                    .setDeliveryMode(MessageDeliveryMode.PERSISTENT).build();
            // 发送消息
            rabbitTemplate.convertAndSend(queueName, message);
        }
    }

消息写入磁盘

![acb3f185a5af44bca44b7dde898ad4a2.png][]

###### LazyQueue懒加载 ######

从RabbitMQ的3.6.0版本开始，就增加了Lazy Queues的模式，也就是惰性队列。惰性队列的特征如下：

*  接收到消息后直接存入磁盘而非内存
 *  消费者要消费消息时才会从磁盘中读取并加载到内存（也就是懒加载）
 *  支持数百万条的消息存储

而在3.12版本之后，LazyQueue已经成为所有队列的默认格式。因此官方推荐升级MQ为3.12版本或者所有队列都设置为LazyQueue模式。

控制台配置Lazy模式

![ef5d8b5bc24046758223ea42a4c78349.png][]

代码配置Lazy模式

在利用SpringAMQP声明队列的时候，添加`x-queue-mod=lazy`参数也可设置队列为Lazy模式：

通过bean声明

@Bean
    public Queue lazyQueue(){
        return QueueBuilder
                .durable("lazy.queue")
                .lazy() // 开启Lazy模式
                .build();
    }

@RabbitListener(queuesToDeclare = @Queue(
            name = "lazy.queue",
            durable = "true",
            arguments = @Argument(name = "x-queue-mode", value = "lazy")
    ))
    public void listenLazyQueue(String msg){
        log.info("接收到 lazy.queue的消息：{}", msg);
    }

也可以基于注解来声明队列并设置为Lazy模式：

**更新已有队列为lazy模式**

对于已经存在的队列，也可以配置为lazy模式，但是要通过设置policy实现。 可以基于命令行设置policy：

rabbitmqctl set_policy Lazy "^lazy-queue$" '{"queue-mode":"lazy"}' --apply-to queues

命令解读：

*  `rabbitmqctl` ：RabbitMQ的命令行工具
 *  `set_policy` ：添加一个策略
 *  `Lazy` ：策略名称，可以自定义
 *  `"^lazy-queue$"` ：用正则表达式匹配队列的名字
 *  `'{"queue-mode":"lazy"}'` ：设置队列模式为lazy模式
 *  `--apply-to queues`：策略的作用对象，是所有的队列

也可以在控制台配置policy，进入在控制台的`Admin`页面，点击`Policies`，即可添加配置：

![729d523714b149b493f717616b20ed04.png][]

####  ####

[2a126479cfc14aaab07e7a9553dff311.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/02/21/e1ddc708ada94cbc97e1d9cdf8a392c6.png
[9ae44472b56d46d1b7cecaba411caad2.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/02/21/626cb62e7eef43a3b0da5c96929662e0.png
[1c098e295c78468fbe1a1912364edc64.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/02/21/0e2a5af2f9a84f0f9915d0ef0763abf7.png
[c5b29323be0d4c0bba96e55bf09f46af.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/02/21/23d51282df03401c8ae31505fccfaf00.png
[0ff99be2807d48e3802d9fb142448a39.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/02/21/75005ac865ea48769f9b8bcfec19ff36.png
[fe1a6e6fa12c43bd931711979b70b731.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/02/21/85d2af443e75417ba1ccd5cdcb7918cc.png
[ddeb97b420b44b3693f451b9984897cf.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/02/21/57ffb2a6e423471b8b89db0bf95dd061.png
[d0ec234914034dca894643af6bede2d8.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/02/21/1d4fd9475cb24cd1b32796cbbbdf880f.png
[50d5e404e397403ebc3bf1c7645f0a86.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/02/21/c96d0de3fc6d4a9485e73a333206e308.png
[c6377dffa2004350ae4f2f90998cc7af.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/02/21/9106000debe141ad91f89efe80f0f9c0.png
[acb3f185a5af44bca44b7dde898ad4a2.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/02/21/fe7c9e0a9c8443738f768a3e592dd9c0.png
[ef5d8b5bc24046758223ea42a4c78349.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/02/21/0b9863adb34648e0aaf6a5ffb4255ea9.png
[729d523714b149b493f717616b20ed04.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/02/21/1e7f62ec405b43989214238e222dfc92.png