MQ高级
1.消息可靠性
消息从发送，到消费者接收，会经理多个过程：
其中的每一步都可能导致消息丢失，常见的丢失原因包括：
- 发送时丢失：
- 生产者发送的消息未送达exchange
- 消息到达exchange后未到达queue
- MQ宕机，queue将消息丢失
- consumer接收到消息后未消费就宕机
针对这些问题，RabbitMQ分别给出了解决方案：
- 生产者确认机制
- mq持久化
- 消费者确认机制
- 失败重试机制
1.1.生产者消息确认
会产生两种结果
- publisher-confirm，发送者确认
- 消息成功投递到交换机，返回ack
- 消息未投递到交换机，返回nack
- publisher-return，发送者回执
- 消息投递到交换机了，但是没有路由到队列。返回ACK，及路由失败原因。
1.1.1.修改配置
首先，修改publisher服务中的application.yml文件，添加下面的内容：
spring:
rabbitmq:
publisher-confirm-type: correlated
publisher-returns: true
template:
mandatory: true
1.1.2.定义Return回调
每个RabbitTemplate只能配置一个ReturnCallback，因此需要在项目加载时配置：
修改publisher服务，添加一个：
package cn.itcast.mq.config;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.springframework.amqp.rabbit.core.RabbitTemplate;
import org.springframework.beans.BeansException;
import org.springframework.context.ApplicationContext;
import org.springframework.context.ApplicationContextAware;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
@Slf4j
@Configuration
public class CommonConfig implements ApplicationContextAware {
@Override
public void setApplicationContext(ApplicationContext applicationContext) throws BeansException {
// 获取RabbitTemplate
RabbitTemplate rabbitTemplate = applicationContext.getBean(RabbitTemplate.class);
// 设置ReturnCallback
rabbitTemplate.setReturnCallback((message, replyCode, replyText, exchange, routingKey) -> {
// 投递失败，记录日志
log.info("消息发送失败，应答码{}，原因{}，交换机{}，路由键{},消息{}",
replyCode, replyText, exchange, routingKey, message.toString());
// 如果有业务需要，可以重发消息
});
}
}
1.1.3.定义ConfirmCallback
ConfirmCallback可以在发送消息时指定，因为每个业务处理confirm成功或失败的逻辑不一定相同。
在publisher服务的cn.itcast.mq.spring.SpringAmqpTest类中，定义一个单元测试方法：
public void testSendMessage2SimpleQueue() throws InterruptedException {
// 1.消息体
String message = "hello, spring amqp!";
// 2.全局唯一的消息ID，需要封装到CorrelationData中
CorrelationData correlationData = new CorrelationData(UUID.randomUUID().toString());
// 3.添加callback
correlationData.getFuture().addCallback(
result -> {
if(result.isAck()){
// 3.1.ack，消息成功
log.debug("消息发送成功, ID:{}", correlationData.getId());
}else{
// 3.2.nack，消息失败
log.error("消息发送失败, ID:{}, 原因{}",correlationData.getId(), result.getReason());
}
},
ex -> log.error("消息发送异常, ID:{}, 原因{}",correlationData.getId(),ex.getMessage())
);
// 4.发送消息
rabbitTemplate.convertAndSend("task.direct", "task", message, correlationData);
// 休眠一会儿，等待ack回执
Thread.sleep(2000);
}
1.2.消息持久化
默认持久化
1.3.消费者消息确认
RabbitMQ是阅后即焚机制，RabbitMQ确认消息被消费者消费后会立刻删除。
SpringAMQP则允许配置三种确认模式：
•manual：手动ack，需要在业务代码结束后，调用api发送ack。
•auto：自动ack，由spring监测listener代码是否出现异常，没有异常则返回ack；抛出异常则返回nack
•none：关闭ack，MQ假定消费者获取消息后会成功处理，因此消息投递后立即被删除
一般，我们都是使用默认的auto即可。
1.3.1.演示none/auto模式
修改consumer服务的application.yml文件，添加下面内容：
spring:
rabbitmq:
listener:
simple:
acknowledge-mode: none (auto)# 关闭ack
1.4.消费失败重试机制
当消费者出现异常后，消息会不断requeue（重入队）到队列，再重新发送给消费者，然后再次异常，再次requeue，无限循环，导致mq的消息处理飙升，带来不必要的压力：
1.4.1.本地重试
我们可以利用Spring的retry机制，在消费者出现异常时利用本地重试，而不是无限制的requeue到mq队列。
修改consumer服务的application.yml文件，添加内容：
spring:
rabbitmq:
listener:
simple:
retry:
enabled: true # 开启消费者失败重试
initial-interval: 1000 # 初识的失败等待时长为1秒
multiplier: 1 # 失败的等待时长倍数，下次等待时长 = multiplier * last-interval
max-attempts: 3 # 最大重试次数
stateless: true # true无状态；false有状态。如果业务中包含事务，这里改为false
结论：
- 开启本地重试时，消息处理过程中抛出异常，不会requeue到队列，而是在消费者本地重试
- 重试达到最大次数后，Spring会返回ack，消息会被丢弃
1.4.2.失败策略
在之前的测试中，达到最大重试次数后，消息会被丢弃，这是由Spring内部机制决定的。
在开启重试模式后，重试次数耗尽，如果消息依然失败，则需要有MessageRecovery接口来处理，它包含三种不同的实现：
- RejectAndDontRequeueRecoverer：重试耗尽后，直接reject，丢弃消息。默认就是这种方式
- ImmediateRequeueMessageRecoverer：重试耗尽后，返回nack，消息重新入队
- RepublishMessageRecoverer：重试耗尽后，将失败消息投递到指定的交换机
比较优雅的一种处理方案是RepublishMessageRecoverer，失败后将消息投递到一个指定的，专门存放异常消息的队列，后续由人工集中处理。
1）在consumer服务中定义处理失败消息的交换机和队列
@Bean
public DirectExchange errorMessageExchange(){
return new DirectExchange("error.direct");
}
@Bean
public Queue errorQueue(){
return new Queue("error.queue", true);
}
@Bean
public Binding errorBinding(Queue errorQueue, DirectExchange errorMessageExchange){
return BindingBuilder.bind(errorQueue).to(errorMessageExchange).with("error");
}
2）定义一个RepublishMessageRecoverer，关联队列和交换机
@Bean
public MessageRecoverer republishMessageRecoverer(RabbitTemplate rabbitTemplate){
return new RepublishMessageRecoverer(rabbitTemplate, "error.direct", "error");
}
- 开启生产者确认机制，确保生产者的消息能到达队列
- 开启持久化功能，确保消息未消费前在队列中不会丢失
- 开启消费者确认机制为auto，由spring确认消息处理成功后完成ack
- 开启消费者失败重试机制，并设置MessageRecoverer，多次重试失败后将消息投递到异常交换机，交由人工处理
2.死信交换机
我们在consumer服务中，定义一组死信交换机、死信队列：
// 声明普通的 simple.queue队列，并且为其指定死信交换机：dl.direct
@Bean
public Queue simpleQueue2(){
return QueueBuilder.durable("simple.queue") // 指定队列名称，并持久化
.deadLetterExchange("dl.direct") // 指定死信交换机
.build();
}
// 声明死信交换机 dl.direct
@Bean
public DirectExchange dlExchange(){
return new DirectExchange("dl.direct", true, false);
}
// 声明存储死信的队列 dl.queue
@Bean
public Queue dlQueue(){
return new Queue("dl.queue", true);
}
// 将死信队列 与 死信交换机绑定
@Bean
public Binding dlBinding(){
return BindingBuilder.bind(dlQueue()).to(dlExchange()).with("simple");
}
2.1.总结
什么样的消息会成为死信？
- 消息被消费者reject或者返回nack
- 消息超时未消费
- 队列满了
死信交换机的使用场景是什么？
- 如果队列绑定了死信交换机，死信会投递到死信交换机；
- 可以利用死信交换机收集所有消费者处理失败的消息（死信），交由人工处理，进一步提高消息队列的可靠性。
2.2.TTL
一个队列中的消息如果超时未消费，则会变为死信，超时分为两种情况：
- 消息所在的队列设置了超时时间
- 消息本身设置了超时时间
2.2.1.说明
声明与死信交换机绑定的队列加个`.TTL=2000(毫秒)``属性即可
2.2.2.发送消息时，设定TTL
@Test
public void testTTLMsg() {
// 创建消息
Message message = MessageBuilder
.withBody("hello, ttl message".getBytes(StandardCharsets.UTF_8))
.setExpiration("5000")
.build();
// 消息ID，需要封装到CorrelationData中
CorrelationData correlationData = new CorrelationData(UUID.randomUUID().toString());
// 发送消息
rabbitTemplate.convertAndSend("ttl.direct", "ttl", message, correlationData);
log.debug("发送消息成功");
}
消息超时的两种方式是？
- 给队列设置ttl属性，进入队列后超过ttl时间的消息变为死信
- 给消息设置ttl属性，队列接收到消息超过ttl时间后变为死信
如何实现发送一个消息20秒后消费者才收到消息？
- 给消息的目标队列指定死信交换机
- 将消费者监听的队列绑定到死信交换机
- 发送消息时给消息设置超时时间为20秒
2.3.延迟队列
2.3.1.DelayExchange原理(需要安装插件)
DelayExchange需要将一个交换机声明为delayed类型。当我们发送消息到delayExchange时，流程如下：
- 接收消息
- 判断消息是否具备x-delay属性
- 如果有x-delay属性，说明是延迟消息，持久化到硬盘，读取x-delay值，作为延迟时间
- 返回routing not found结果给消息发送者
- x-delay时间到期后，重新投递消息到指定队列
2.3.2.使用DelayExchange
插件的使用也非常简单：声明一个交换机，交换机的类型可以是任意类型，只需要设定delayed属性为true即可，然后声明队列与其绑定即可。
1）声明DelayExchange交换机
基于注解方式（推荐）：
也可以基于@Bean的方式：
2）发送消息
发送消息时，一定要携带x-delay属性，指定延迟的时间：
延迟队列插件的使用步骤包括哪些？
•声明一个交换机，添加delayed属性为true
•发送消息时，添加x-delay头，值为超时时间
3.惰性队列
3.1.惰性队列
从RabbitMQ的3.6.0版本开始，就增加了Lazy Queues的概念，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
- 支持数百万条的消息存储
3.1.1.基于@Bean声明lazy-queue
3.1.2.基于@RabbitListener声明LazyQueue
3.2.总结
消息堆积问题的解决方案？
- 队列上绑定多个消费者，提高消费速度
- 使用惰性队列，可以再mq中保存更多消息
惰性队列的优点有哪些？
- 基于磁盘存储，消息上限高
- 没有间歇性的page-out，性能比较稳定
惰性队列的缺点有哪些？
- 基于磁盘存储，消息时效性会降低
- 性能受限于磁盘的IO
4.MQ集群
4.1.集群结构和特征
RabbitMQ的是基于Erlang语言编写，而Erlang又是一个面向并发的语言，天然支持集群模式。RabbitMQ的集群有两种模式：
•普通集群：是一种分布式集群，将队列分散到集群的各个节点，从而提高整个集群的并发能力。
•镜像集群：是一种主从集群，普通集群的基础上，添加了主从备份功能，提高集群的数据可用性。
镜像集群虽然支持主从，但主从同步并不是强一致的，某些情况下可能有数据丢失的风险。因此在RabbitMQ的3.8版本以后，推出了新的功能：仲裁队列来代替镜像集群，底层采用Raft协议确保主从的数据一致性。
