服务异步通讯(rabbitmq的高级特性)

MQ的一些常见问题

消息可靠性问题：如何确保发送的消息至少被消费一次。
延迟消息问题：如何实现消息的延迟问题。
消息堆积问题：如何解决数百万消息堆积，无法及时消费的问题。
高可用问题：如何避免单点的MQ故障而导致的不可用问题

消息的可靠性

消息可靠性问题

消息从生产者发送到exchange,在到queue，在到消费者，有哪些导致消息丢失的可能？

发送时丢失：生产者将消息未发送到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

消息可靠性

生产者消息确认机制

RabbitMQ提供了publisher confirm机制来避免消息发送到MQ过程中丢失。消息发送到MQ后，会返回一个结果给消息发送者，表示消息是否发送成功。结果有两种请求：

publicsher-confirm,发送者确认：
1. 消息成功投递到交换机，返回ack;
2. 消息未投递到交换机，返回nack;
publicsher-return,发送者回执：
1. 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。

SpringAMQ实现生产者消息确认

在publisher这个微服务的application.yml中添加配置：

spring:rabbitmq:host: 192.168.25.129 # rabbitMQ的ip地址port: 5672 # 端口username: mahui888password: 123456virtual-host: /publisher-confirm-type: correlated #publisher-confirm异步回调publisher-returns: true #基于callback机制开启publisher-returnstemplate:mandatory: true # 开启消息路由失败时消息的ReturnCallBack

配置说明

# publisher-confirm,这里支持两种类型：1. simple:同步等待confirm结果，直到超时。2. correlated:异步回调，定义ConfirmCallback,MQ返回结果时会调这个ConfirmCallback
publisher-confirm-type:
#基于callback机制开启publisher-returns功能，同样基于callback机制，不过是定义ReturnCallback
publisher-returns: true 
# 定义消息路由失败时的策略，true:则调用ReturnCallback；false:则直接丢弃消息
template.mandatory: true

每个RabbitTemplate只能配置一个ReturnCallback,因此需要在项目启动过程中配置：

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 {@Overridepublic void setApplicationContext(ApplicationContext applicationContext) throws BeansException {// 获取RabbitTemplateRabbitTemplate rabbitTemplate = applicationContext.getBean(RabbitTemplate.class);// 设置ReturnCallbackrabbitTemplate.setReturnCallback((message, code, replyText,exchange, routingKey) ->log.error("消息发送到队列失败：响应码：{},失败原因：{},交换机：{},路由id：{},消息：{}",code,replyText,exchange,routingKey,message));}
}

发送消息，指定消息ID，消息ConfirmCallback

String routingKey = "simple";
// 消息体
String message = "hello, spring amqp!";
// 消息ID，需要封装到CorrelateionData中
CorrelationData correlationData = new CorrelationData(UUID.randomUUID().toString());
correlationData.getFuture().addCallback((confirm)-> {assert confirm != null;if (confirm.isAck()) {log.info("消息发送成功:ack");}else {log.error("消息发送失败：nack");}
}, (throwable) -> {log.error("消息发送失败：{}",throwable.getMessage());//重发消息
});
// 发送消息
rabbitTemplate.convertAndSend("camq.topic", routingKey, message,correlationData);

测试结果：

18:37:05:453  INFO 22364 --- [           main] o.s.a.r.c.CachingConnectionFactory       : Created new connection: rabbitConnectionFactory#46ab18da:0/SimpleConnection@245a060f [delegate=amqp://mahui888@192.168.25.129:5672/, localPort= 49403]
18:37:05:503  INFO 22364 --- [168.25.129:5672] cn.itcast.mq.spring.SpringAmqpTest       : 消息发送成功:ack

消息持久性

MQ默认是内存存储消息，开启持久化功能可以确保缓存在MQ的消息不丢失。

交换机持久化：

@Bean
public DirectExchange directExchange(){// 三个参数：交换机名称，是否持久化，当没有队列与其绑定时是否自动删除return new DirectExchange("simple.direct",true,false);
}

队列持久化：

@Bean
public Queue queue(){// 使用QueueBuilder构建队列，durable方式就是持久化return QueueBuilder.durable("simple.queue").build();
}

消息持久化：

String message = "消息持久化！";
MessageBuilder.withBody(message.getBytes(StandardCharsets.UTF_8)) //消息体.setDeliveryMode(MessageDeliveryMode.PERSISTENT) // PERSISTENT持久化.build();

消费者消息确认

RabbitMQ支持消费者确认机制，即：消费者处理消息以后可以向MQ发送ack回执，MQ收到ack回执以后才会删除队列中的这条消息。
而springAMQP则允许配置三种确认模式：

manual: 手动ack，需要在业务代码将消息成功消费结束后，调用api发送ack。
auto: 自动ack，由spring检测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会假定消费者获取消息后成功处理，因此消息投递后会立即删除。

配置方式是修改application.yml文件：

spring:rabbitmq:listener:simple:acknowledge-mode: auto # manual:手动ack，auto: 自动ack，none:关闭ack

消费失败重试机制

当消费者出现异常后，消息会不断requeue(重新入队)到队列，在重新发送给消费者，然后再次异常，再次requeue,不断循环，导致mq消息处理飙升，给队列造成很大的压力。

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。

spring:rabbitmq:listener:simple:retry:enabled: true # 开启消费失败重试机制initial-interval: 2000 # 初始失败等待时长2smultiplier: 3 #下次失败等待时长的倍数max-attempts: 4 # 最大重试次数4stateless: true # true:无状态，false:有状态，如果业务中包含事务，这里就是false

消费者失败消息处理策略

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MessageRecoverer接口来处理，它包含3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，将失败消息投递指定交换机

/*** @Author MH* @Date 2021-12-19 09:35* 配置失败消息的处理策略:将失败消息投递指定交换机*/
@Configuration
public class ErrorMsgConfig {@Beanpublic DirectExchange errorMsgExchange(){return new DirectExchange("error.direct");}@Beanpublic Queue errorQueue(){return new Queue("error.queue");}@Beanpublic Binding errorBinding(){return BindingBuilder.bind(errorQueue()).to(errorMsgExchange()).with("error");}@Beanpublic MessageRecoverer messageRecoverer(RabbitTemplate rabbitTemplate){return  new RepublishMessageRecoverer(rabbitTemplate,"error.direct","error");}
}

如何确保消息的可靠性

开启生产者消息确认机制，确保生产者的消息成功投递到队列
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确认消息处理成功以后完成ack
开启消费者重试机制，并设置 MessageRecoverer，多次重试失败以后将消息投递到异常交换机，交由人工处理。

死信交换机

当一个队列中的消息满足以下情况之一时，可以成为死信（dead letter）:

消费者使用basic.reject或basic.nack申明消费失败，并且消息的requeue参数设置为false
消息是一个过期消息，超时无人消费
要投递的队列消息堆积满了，最早的消息可能成为死信
如果该队列配置了dead-letter-exchange属性，指定了一个交换机，那么队列中的死信就会投递到这个交换机中，而这个交换机就称为死信交换机(Dead Letter Exchange 简称DLE)

TTL

TTL也就是Time-To-Live。如果一个队列中的消息TTL结束仍未消费，则会变为死信，ttl超时分为两种情况：

消息所在队列设置了存活时间
消息本身设置了存活时间


/*** 死信交换机队列* @param msg*/@RabbitListener(bindings = @QueueBinding(value = @Queue(name = "dl.queue",durable = "true"),exchange = @Exchange(name = "dl.direct"),key = "dl"))public void listenDLQueue(String msg){log.info("收到消息：{}",msg);}

/*** @Author MH* @Date 2021-12-19 11:53* TTL*/
@Configuration
public class TTLMessageConfig {@Beanpublic DirectExchange  ttlExchange(){return new DirectExchange("ttl.direct");}@Beanpublic Queue ttlQueue(){return QueueBuilder.durable("ttl.queue")//指定队列名称并持久化.ttl(10000) //设置队列的超时时间10s.deadLetterExchange("dl.direct") //指定死信交换机.deadLetterRoutingKey("dl") //指定死信routingKey.build();}@Beanpublic Binding ttlBinding(){return BindingBuilder.bind(ttlQueue()).to(ttlExchange()).with("ttl");}
}

@Autowiredprivate RabbitTemplate rabbitTemplate;
@Test
public void  dlMessage(){String message = "hello ttl message！";Message msg = MessageBuilder.withBody(message.getBytes(StandardCharsets.UTF_8)) //消息体.setDeliveryMode(MessageDeliveryMode.NON_PERSISTENT) // PERSISTENT持久化.setExpiration("4000").build();rabbitTemplate.convertAndSend("ttl.direct","ttl",msg);log.info("消息成功发送到ttl.direct交换机");
}

延迟队列

利用TTL结合死信交换机，实现了消息发出后，消费者延迟收到消息的效果，这种消息模式称为延迟队列(Delay Queue)模式
延迟队列的使用场景包括：

延迟发送短信
用户下单，如果用户在15分钟内未支付，则自动取消
预约工作会议，20分钟后自动通知所有参会人员

延迟队列插件

因为延迟队列需求非常多，所以RabbitMQ的官方也推出了一个插件，原生支持延迟队列的效果。
安装DelayExchange插件

消息堆积问题

当生产者发送消息的速度超过了消费者处理消息的速度，就会导致队列中的消息堆积，直到队列中存储消息达到上线。最早接收到的消息可能就会成为死信，会被丢弃，这就是消息堆积问题
解决消息堆积有三种思路：

增加更多消费者，提高消费速度
在消费者内部开启多个线程，提高消息处理速度
扩大队列容积，提高队列堆积上线

惰性队列

从Rabbit3.6.0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
而要设置一个队列为惰性队列，只需要在声明队列时，指定x-queue-mode属性为lazy即可。可以通过命令行将一个运行中的队列修改为惰性队列：

使用SpringAMQP声明惰性队列分两种方式：

. @Bean的方式

 @Bean
public Queue getLazyQueue(){return QueueBuilder.durable("lazy.queue").lazy().build();
}

. 注解方式：

MQ集群

SpringAMQP配置集群
配置文件中配置集群地址：

spring:rabbitmq:
#    host: 192.168.25.129 # rabbitMQ的ip地址
#    port: 5672 # 端口addresses: 192.168.25.129:8061,192.168.25.129:8062,192.168.25.129:8063username: mahui888password: 123456virtual-host: /

创建仲裁队列：

@Bean
public Queue getLazyQueue(){return QueueBuilder.durable("quorum.queue").quorum() //标记仲裁队列.build();
}

本文链接：https://my.lmcjl.com/post/13189.html

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擅长工具开发、爬虫采集技术、大数据统计处理！
座右铭：皇天不负有心人。

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