消息队列在使用过程中,面临着很多实际问题需要思考:
1.消息可靠性问题:如何确保发送的消息至少被消费一次?
2.延迟消息问题:如何实现消息的延迟投递?
3.高可用问题:如何避免单点而定MQ故障而导致的不可用问题?
4.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?
(1)在线拉取
docker pull rabbitmq:3.8-management
(2)创建并运行容器
docker run -e RABBITMQ_DEFAULT_USER=root -e RABBITMQ_DEFAULT_PASS=123456 -v mq-plugins:/plugins --name mq --hostname mq -p 15672:15672 -p 5672:5672 -d rabbitmq:3.8-management
(3)访问http://192.168.136.160:15672/
二.消息可靠性消息从发送,到消费者接收,会经历多个过程:
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 一.生产者消息确认
RabbitMQ提供了publisher /confirm/i机制来避免消息发送到MQ过程中丢失。这种机制必须给每个消息指定一个唯一ID。消息发送到MQ以后,会返回一个结果给发送者,表示消息是否处理成功。
返回结果有两种方式:
publisher-/confirm/i,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。
注意:确认机制发送消息时,需要给每个消息设置一个全局唯一ID,以区分不同消息,避免ack冲突。
一.创建工程
一个生产者,一个消费者,空的,没有其他代码和配置
修改publisher服务中的application.yml文件,添加下面的内容:
spring: rabbitmq: host: 192.168.163.128 # rabbitMQ的ip地址 port: 5672 # 端口 username: root password: 123456 virtual-host: / publisher-/confirm/i-type: correlated publisher-returns: true template: mandatory: true
说明:
publish-/confirm/i-type:开启publisher-/confirm/i,这里支持两种类型:
simple:同步等待/confirm/i结果,直到超时correlated:异步回调,定义/confirm/iCallback,MQ返回结果时会回调这个/confirm/iCallback publish-returns:开启publish-return功能,同样是基于callback机制,不过是定义ReturnCallbacktemplate.mandatory: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 三.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; @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 }); } }三.定义ConfirmCallback
/confirm/iCallback可以在发送消息时指定,因为每个业务处理/confirm/i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:
@Slf4j @SpringBootTest @RunWith(SpringRunner.class) public class PublisherTest { @Autowired private RabbitTemplate rabbitTemplate; @Test 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("amq.topic", "simple", message, correlationData); // 休眠一会儿,等待ack回执 Thread.sleep(2000); } }三.手动绑定交换机、队列
Routing key为simple开头的都没问题
(1)正常情况下
(2)把交换机名称改了,使其发送到交换机失败
(3)把routing key改了,让其发送到队列失败
消息没到队列的情况很多,比如来不及到队列,服务故障
生产者确认可以确保消息投递到RabbitMQ的队列中,但是消息发送到RabbitMQ以后,如果突然宕机,也可能导致消息丢失。
要想确保消息在RabbitMQ中安全保存,必须开启消息持久化机制。
交换机持久化队列持久化消息持久化 一.交换机持久化
RabbitMQ中交换机默认是非持久化的,mq重启后就丢失。
SpringAMQP中可以通过代码指定交换机持久化:
@Bean public DirectExchange simpleExchange(){ // 三个参数:交换机名称、是否持久化、当没有queue与其绑定时是否自动删除 return new DirectExchange("simple.direct", true, false); }
事实上,默认情况下,由SpringAMQP声明的交换机都是持久化的。
可以在RabbitMQ控制台看到持久化的交换机都会带上D的标示:
RabbitMQ中队列默认是非持久化的,mq重启后就丢失。
SpringAMQP中可以通过代码指定交换机持久化:
@Bean public Queue simpleQueue(){ // 使用QueueBuilder构建队列,durable就是持久化的 return QueueBuilder.durable("simple.queue").build(); }
事实上,默认情况下,由SpringAMQP声明的队列都是持久化的。
可以在RabbitMQ控制台看到持久化的队列都会带上D的标示:
利用SpringAMQP发送消息时,可以设置消息的属性(MessageProperties),指定delivery-mode:
1:非持久化2:持久化
用java代码指定:
@Test public void testDurableMessage() { // 1.准备消息 Message message = MessageBuilder.withBody("hello, spring".getBytes(StandardCharsets.UTF_8)) .setDeliveryMode(MessageDeliveryMode.PERSISTENT) .build(); // 2.发送消息 rabbitTemplate.convertAndSend("simple.queue", message); }
默认情况下,SpringAMQP发出的任何消息都是持久化的,不用特意指定。
三.消费者消息确认(1)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。
而RabbitMQ是通过消费者回执来确认消费者是否成功处理消息的:消费者获取消息后,应该向RabbitMQ发送ACK回执,表明自己已经处理消息。
(2)设想这样的场景:
RabbitMQ投递消息给消费者消费者获取消息后,返回ACK给RabbitMQRabbitMQ删除消息消费者宕机,消息尚未处理
这样,消息就丢失了。因此消费者返回ACK的时机非常重要。
(3)而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
(4)由此可知:
none模式下,消息投递是不可靠的,可能丢失auto模式类似事务机制,出现异常时返回nack,消息回滚到mq;没有异常,返回ackmanual:自己根据业务情况,判断什么时候该ack
一般,我们都是使用默认的auto即可。
一.演示none模式(1)修改consumer服务的application.yml文件,添加下面内容:
spring: rabbitmq: listener: simple: acknowledge-mode: none # 关闭ack
(2)修改consumer服务的SpringRabbitListener类中的方法,模拟一个消息处理异常:
package cn.itcast.mq.listener; @Component @Slf4j public class SpringRabbitListener { @RabbitListener(queues = "simple.queue") public void listenSimpleQueue(String msg) { log.info("消费者接收到simple.queue的消息:【{}】", msg); // 模拟异常 System.out.println(1 / 0); log.info("消息处理完成!"); } }
启动消费者和提供者,发送消息,当消息处理抛异常,发现消息被删除了
二.演示auto模式(1)把确认机制修改为auto:
spring: rabbitmq: listener: simple: acknowledge-mode: auto # 关闭ack
(2)手动往队列中添加一条消息
在异常位置打断点,再次发送消息,程序卡在断点时,可以发现此时消息状态为unack(未确定状态):
抛出异常后,因为Spring会自动返回nack,所以消息恢复至Ready状态,并且没有被RabbitMQ删除,然后不断重新投递:
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,那么就可以配置消费失败重试机制
一.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: host: 192.168.136.160 # rabbitMQ的ip地址 port: 5672 # 端口 username: root password: 123456 listener: simple: acknowledge-mode: auto # 关闭ack 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
重启consumer服务,重复之前的测试。可以发现:
在重试3次后,SpringAMQP会抛出异常AmqpRejectAndDontRequeueException,说明本地重试触发了查看RabbitMQ控制台,发现消息被删除了,说明最后SpringAMQP返回的是ack,mq删除消息了
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 二.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"); }
完整类:
package cn.itcast.mq.config; import org.springframework.amqp.core.Binding; import org.springframework.amqp.core.BindingBuilder; import org.springframework.amqp.core.DirectExchange; import org.springframework.amqp.core.Queue; import org.springframework.amqp.rabbit.core.RabbitTemplate; import org.springframework.amqp.rabbit.retry.MessageRecoverer; import org.springframework.amqp.rabbit.retry.RepublishMessageRecoverer; import org.springframework.context.annotation.Bean; import org.springframework.context.annotation.Configuration; @Configuration public class ErrorMessageConfig { @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"); } @Bean public MessageRecoverer republishMessageRecoverer(RabbitTemplate rabbitTemplate){ return new RepublishMessageRecoverer(rabbitTemplate, "error.direct", "error"); } }三.死信交换机 一.什么是死信交换机
什么是死信?
当一个队列中的消息满足下列情况之一时,可以成为死信(dead letter):
消费者使用basic.reject或 basic.nack声明消费失败,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满了,无法投递
如果这个包含死信的队列配置了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,而这个交换机称为死信交换机(Dead Letter Exchange,检查DLX)。
如图,一个消息被消费者拒绝了,变成了死信:
因为simple.queue绑定了死信交换机 dl.direct,因此死信会投递给这个交换机:
如果这个死信交换机也绑定了一个队列,则消息最终会进入这个存放死信的队列:
另外,队列将死信投递给死信交换机时,必须知道两个信息:
死信交换机名称死信交换机与死信队列绑定的RoutingKey
这样才能确保投递的消息能到达死信交换机,并且正确的路由到死信队列。
在失败重试策略中,默认的RejectAndDontRequeueRecoverer会在本地重试次数耗尽后,发送reject给RabbitMQ,消息变成死信,被丢弃。
我们可以给simple.queue添加一个死信交换机,给死信交换机绑定一个队列。这样消息变成死信后也不会丢弃,而是最终投递到死信交换机,路由到与死信交换机绑定的队列。
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"); }三.TTL
TTL(Time-To-Live),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
如果消息和队列都设置了超时时间,按最短的时间
(1)在consumer服务的SpringRabbitListener中,定义一个新的消费者,并且声明 死信交换机、死信队列:
@RabbitListener(bindings = @QueueBinding( value = @Queue(name = "dl.ttl.queue", durable = "true"), exchange = @Exchange(name = "dl.ttl.direct"), key = "ttl" )) public void listenDlQueue(String msg){ log.info("接收到 dl.ttl.queue的延迟消息:{}", msg); }
(2)声明一个队列,并且指定TTL
要给队列设置超时时间,需要在声明队列时配置x-message-ttl属性:
@Bean public 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,10秒 .deadLetterExchange("dl.ttl.direct") // 指定死信交换机 .build(); }
注意,这个队列设定了死信交换机为dl.ttl.direct
(3)声明交换机,将ttl与交换机绑定:
@Bean public DirectExchange ttlExchange(){ return new DirectExchange("ttl.direct"); } @Bean public Binding ttlBinding(){ return BindingBuilder.bind(ttlQueue()).to(ttlExchange()).with("ttl"); }二.发送消息,但是不要指定TTL:
@Test public void testTTLQueue() { // 创建消息 String message = "hello, ttl queue"; // 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); // 记录日志 log.info("发送消息成功"); }
发送消息的日志:
接收消息的日志:
因为队列的TTL值是10000ms,也就是10秒。可以看到消息发送与接收之间的时差刚好是10秒。
三.发送消息时,设定TTL在发送消息时,也可以指定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.info("发送消息成功"); }
查看发送消息日志:
接收消息日志:
发送与接收的延迟只有5秒。说明当队列、消息都设置了TTL时,任意一个到期就会成为死信。
利用TTL结合死信交换机,我们实现了消息发出后,消费者延迟收到消息的效果。这种消息模式就称为延迟队列(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 一.插件
因为延迟队列的需求非常多,所以RabbitMQ的官方也推出了一个插件,原生支持延迟队列效果。
这个插件就是DelayExchange插件。参考RabbitMQ的插件列表页面:https://www.rabbitmq.com/community-plugins.html
使用方式可以参考官网地址:https://blog.rabbitmq.com/posts/2015/04/scheduling-messages-with-rabbitmq
下面我们会讲解基于Docker来安装RabbitMQ插件。
(1)去上述的网站下载插件:
(2)上传插件:
因为我们是基于Docker安装,所以需要先查看RabbitMQ的插件目录对应的数据卷。
我们之前设定的RabbitMQ的数据卷名称为mq-plugins,所以我们使用下面命令查看数据卷:
docker volume inspect mq-plugins
接下来,将插件上传到这个目录即可:
(3)安装插件
最后就是安装了,需要进入MQ容器内部来执行安装。我的容器名为mq,所以执行下面命令:
docker exec -it mq bash
执行时,请将其中的 -it 后面的mq替换为你自己的容器名.
进入容器内部后,执行下面命令开启插件:
rabbitmq-plugins enable rabbitmq_delayed_message_exchange
退出容器:
exit三.DelayExchange原理
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 四.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):
@RabbitListener(bindings = @QueueBinding( value = @Queue(name = "delay.queue", durable = "true"), exchange = @Exchange(name = "delay.direct", delayed = "true"), key = "delay" )) public void listenDelayExchange(String msg) { log.info("消费者接收到了delay.queue的延迟消息"); }
也可以基于@Bean的方式:
@Bean public DirectExchange delayedExchange(){ return ExchangeBuilder.directExchange("delay.direct")//指定交换机名称 .delayed()//设置delay属性 .durable(true)//持久化 .build(); } @Bean public Queue delayedQueue(){ return new Queue("delay.queue"); } @Bean public Binding delayedBinding(){ return BindingBuilder.bind(delayedQueue()).to(delayedExchange()).with("delay"); }
(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:
@Test public void testSendDelayMessage() throws InterruptedException { // 1.准备消息 Message message = MessageBuilder .withBody("hello, ttl messsage".getBytes(StandardCharsets.UTF_8)) .setDeliveryMode(MessageDeliveryMode.PERSISTENT) .setHeader("x-delay", 5000) .build(); // 2.准备CorrelationData CorrelationData correlationData = new CorrelationData(UUID.randomUUID().toString()); // 3.发送消息 rabbitTemplate.convertAndSend("delay.direct", "delay", message, correlationData); log.info("发送消息成功"); }
查看发送端:
查看消费端:
可以看到发送端报了个错误,为什么?
因为延迟交换机会先帮你存起来,因此消息没有做转发路由,所有会报一个错误。
(3)报错会重试,所以需要再callback中判断一下消息是否为一个延迟消息,receiveDelay是否有值:
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对象 RabbitTemplate rabbitTemplate = applicationContext.getBean(RabbitTemplate.class); // 配置ReturnCallback rabbitTemplate.setReturnCallback((message, replyCode, replyText, exchange, routingKey) -> { // 判断是否是延迟消息 Integer receivedDelay = message.getMessageProperties().getReceivedDelay(); if (receivedDelay != null && receivedDelay > 0) { // 是一个延迟消息,忽略这个错误提示 return; } // 记录日志 log.error("消息发送到队列失败,响应码:{}, 失败原因:{}, 交换机: {}, 路由key:{}, 消息: {}", replyCode, replyText, exchange, routingKey, message.toString()); // 如果有需要的话,重发消息 }); } }四.惰性队列 一.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,直到队列存储消息达到上限。之后发送的消息就会成为死信,可能会被丢弃,这就是消息堆积问题。
解决消息堆积有两种思路:
增加更多消费者,提高消费速度。也就是我们之前说的work queue模式线程池扩大队列容积,提高堆积上限
要提升队列容积,把消息保存在内存中显然是不行的。
二.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 一.基于命令行设置lazy-queue
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:
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 二.基于@Bean声明lazy-queue
@Bean public Queue lazyQueue() { return QueueBuilder.durable("lazy.queue") .lazy() //开启x-queue-mode为lazy .build(); }三.基于@RabbitListener声明LazyQueue
@RabbitListener(queuesToDeclare = @Queue( name = "delay.queue", durable = "true", arguments = @Argument(name = "x-queue-mode",value = "lazy")) ) public void listenLazyQueue(String msg) { log.info("消费者接收到了lazy.queue的消息:{}",msg); }
你要是还怕消息丢失,可以在发送前将消息写入到磁盘中
五.MQ集群 一.集群分类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。
普通模式集群不进行数据同步,每个MQ都有自己的队列、数据信息(其它元数据信息如交换机等会同步)。例如我们有2个MQ:mq1,和mq2,如果你的消息在mq1,而你连接到了mq2,那么mq2会去mq1拉取消息,然后返回给你。如果mq1宕机,消息就会丢失。
•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。
与普通模式不同,队列会在各个mq的镜像节点之间同步,因此你连接到任何一个镜像节点,均可获取到消息。而且如果一个节点宕机,并不会导致数据丢失。不过,这种方式增加了数据同步的带宽消耗。
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。
二.普通集群 一.集群结构和特征普通集群,或者叫标准集群(classic cluster),具备下列特征:
会在集群的各个节点间共享部分数据,包括:交换机、队列元信息。不包含队列中的消息。当访问集群某节点时,如果队列不在该节点,会从数据所在节点传递到当前节点并返回队列所在节点宕机,队列中的消息就会丢失
二.部署计划计划部署3节点的mq集群:
集群中的节点标示默认都是:rabbit@[hostname],因此以上三个节点的名称分别为:
rabbit@mq1rabbit@mq2rabbit@mq3 三.获取cookie
RabbitMQ底层依赖于Erlang,而Erlang虚拟机就是一个面向分布式的语言,默认就支持集群模式。集群模式中的每个RabbitMQ 节点使用 cookie 来确定它们是否被允许相互通信。
要使两个节点能够通信,它们必须具有相同的共享秘密,称为Erlang cookie。cookie 只是一串最多 255 个字符的字母数字字符。
每个集群节点必须具有相同的 cookie。实例之间也需要它来相互通信。
我们先在之前启动的mq容器中获取一个cookie值,作为集群的cookie。执行下面的命令:
docker exec -it mq cat /var/lib/rabbitmq/.erlang.cookie
可以看到cookie值如下:
HYNJXENZYAUWGMWIGLEO
接下来,停止并删除当前的mq容器,我们重新搭建集群:
docker rm -f mq四.准备集群配置
(1)在/tmp/mq目录新建一个配置文件 rabbitmq.conf:
cd /tmp/mq # 创建文件 touch rabbitmq.conf
文件内容如下:
loopback_users.guest = false listeners.tcp.default = 5672 cluster_formation.peer_discovery_backend = rabbit_peer_discovery_classic_config cluster_formation.classic_config.nodes.1 = rabbit@mq1 cluster_formation.classic_config.nodes.2 = rabbit@mq2 cluster_formation.classic_config.nodes.3 = rabbit@mq3
(2)再创建一个文件,记录cookie
cd /tmp/mq # 创建cookie文件 touch .erlang.cookie # 写入cookie echo "HYNJXENZYAUWGMWIGLEO" > .erlang.cookie # 修改cookie文件的权限 chmod 600 .erlang.cookie
(3)准备三个目录,mq1、mq2、mq3:
cd /tmp/mq # 创建目录 mkdir mq1 mq2 mq3
(4)然后拷贝rabbitmq.conf、cookie文件到mq1、mq2、mq3:
# 进入/tmp/mq cd /tmp/mq # 拷贝 cp rabbitmq.conf mq1 cp rabbitmq.conf mq2 cp rabbitmq.conf mq3 cp .erlang.cookie mq1 cp .erlang.cookie mq2 cp .erlang.cookie mq3五.启动集群
(1)创建一个网络:
docker network create mq-net
(2)运行命令
docker run -d --net mq-net -v ${PWD}/mq1/rabbitmq.conf:/etc/rabbitmq/rabbitmq.conf -v ${PWD}/.erlang.cookie:/var/lib/rabbitmq/.erlang.cookie -e RABBITMQ_DEFAULT_USER=root -e RABBITMQ_DEFAULT_PASS=123456 --name mq1 --hostname mq1 -p 8071:5672 -p 8081:15672 rabbitmq:3.8-management
docker run -d --net mq-net -v ${PWD}/mq2/rabbitmq.conf:/etc/rabbitmq/rabbitmq.conf -v ${PWD}/.erlang.cookie:/var/lib/rabbitmq/.erlang.cookie -e RABBITMQ_DEFAULT_USER=root -e RABBITMQ_DEFAULT_PASS=123456 --name mq2 --hostname mq2 -p 8072:5672 -p 8082:15672 rabbitmq:3.8-management
docker run -d --net mq-net -v ${PWD}/mq3/rabbitmq.conf:/etc/rabbitmq/rabbitmq.conf -v ${PWD}/.erlang.cookie:/var/lib/rabbitmq/.erlang.cookie -e RABBITMQ_DEFAULT_USER=root -e RABBITMQ_DEFAULT_PASS=123456 --name mq3 --hostname mq3 -p 8073:5672 -p 8083:15672 rabbitmq:3.8-management六.测试 一.普通测试
(1)访问控制台
就可以看到3个节点了,还可以去访问8082等其他节点控制台
(2)在mq1这个节点上添加一个队列:
如图,在mq2和mq3两个控制台也都能看到:
(3)数据共享测试,点击这个队列,进入管理页面,然后利用控制台发送一条消息到这个队列:
结果在mq2、mq3上都能看到这条消息:
我们让其中一台节点mq1宕机:
docker stop mq1
然后登录mq2或mq3的控制台,发现simple.queue也不可用了:
说明数据并没有拷贝到mq2和mq3。
在刚刚的案例中,一旦创建队列的主机宕机,队列就会不可用。不具备高可用能力。如果要解决这个问题,必须使用官方提供的镜像集群方案。
官方文档地址:https://www.rabbitmq.com/ha.html
一.镜像模式的特征镜像集群:本质是主从模式,具备下面的特征:
交换机、队列、队列中的消息会在各个mq的镜像节点之间同步备份。创建队列的节点被称为该队列的主节点,备份到的其它节点叫做该队列的镜像节点。一个队列的主节点可能是另一个队列的镜像节点所有 *** 作都是主节点完成,然后同步给镜像节点主宕机后,镜像节点会替代成新的主
默认情况下,队列只保存在创建该队列的节点上。而镜像模式下,创建队列的节点被称为该队列的主节点,队列还会拷贝到集群中的其它节点,也叫做该队列的镜像节点。
但是,不同队列可以在集群中的任意节点上创建,因此不同队列的主节点可以不同。甚至,一个队列的主节点可能是另一个队列的镜像节点。
用户发送给队列的一切请求,例如发送消息、消息回执默认都会在主节点完成,如果是从节点接收到请求,也会路由到主节点去完成。镜像节点仅仅起到备份数据作用。
当主节点接收到消费者的ACK时,所有镜像都会删除节点中的数据。
总结如下:
镜像队列结构是一主多从(从就是镜像)所有 *** 作都是主节点完成,然后同步给镜像节点主宕机后,镜像节点会替代成新的主(如果在主从同步完成前,主就已经宕机,可能出现数据丢失)不具备负载均衡功能,因为所有 *** 作都会有主节点完成(但是不同队列,其主节点可以不同,可以利用这个提高吞吐量) 二.镜像模式的配置
镜像模式的配置有3种模式:
这里我们以rabbitmqctl命令作为案例来讲解配置语法。
一.exactly模式rabbitmqctl set_policy ha-two "^two." '{"ha-mode":"exactly","ha-params":2,"ha-sync-mode":"automatic"}'
rabbitmqctl set_policy:固定写法ha-two:策略名称,自定义"^two.":匹配队列的正则表达式,符合命名规则的队列才生效,这里是任何以two.开头的队列名称'{"ha-mode":"exactly","ha-params":2,"ha-sync-mode":"automatic"}': 策略内容
"ha-mode":"exactly":策略模式,此处是exactly模式,指定副本数量"ha-params":2:策略参数,这里是2,就是副本数量为2,1主1镜像"ha-sync-mode":"automatic":同步策略,默认是manual,即新加入的镜像节点不会同步旧的消息。如果设置为automatic,则新加入的镜像节点会把主节点中所有消息都同步,会带来额外的网络开销 二.all模式
rabbitmqctl set_policy ha-all "^all." '{"ha-mode":"all"}'
ha-all:策略名称,自定义"^all.":匹配所有以all.开头的队列名'{"ha-mode":"all"}':策略内容
"ha-mode":"all":策略模式,此处是all模式,即所有节点都会称为镜像节点 三.nodes模式
rabbitmqctl set_policy ha-nodes "^nodes." '{"ha-mode":"nodes","ha-params":["rabbit@nodeA", "rabbit@nodeB"]}'
rabbitmqctl set_policy:固定写法ha-nodes:策略名称,自定义"^nodes.":匹配队列的正则表达式,符合命名规则的队列才生效,这里是任何以nodes.开头的队列名称'{"ha-mode":"nodes","ha-params":["rabbit@nodeA", "rabbit@nodeB"]}': 策略内容
"ha-mode":"nodes":策略模式,此处是nodes模式"ha-params":["rabbit@mq1", "rabbit@mq2"]:策略参数,这里指定副本所在节点名称 三.普通测试
我们使用exactly模式的镜像,因为集群节点数量为3,因此镜像数量就设置为2
(1)运行下面的命令:
docker exec -it mq1 rabbitmqctl set_policy ha-two "^two." '{"ha-mode":"exactly","ha-params":2,"ha-sync-mode":"automatic"}'
(2)下面,我们创建一个新的队列:
在任意一个mq控制台查看队列:
给two.queue发送一条消息:
然后在mq1、mq2、mq3的任意控制台查看消息:
现在,我们让two.queue的主节点mq1宕机:
docker stop mq1
查看集群状态:
查看队列状态:
从RabbitMQ 3.8版本开始,引入了新的仲裁队列,他具备与镜像队里类似的功能,但使用更加方便。
一.添加仲裁队列在任意控制台添加一个队列,一定要选择队列类型为Quorum类型。
在任意控制台查看队列:
可以看到,仲裁队列的 + 2字样。代表这个队列有2个镜像节点。
因为仲裁队列默认的镜像数为5。如果你的集群有7个节点,那么镜像数肯定是5;而我们集群只有3个节点,因此镜像数量就是3.
二.Java代码创建仲裁队列@Bean public Queue quorumQueue() { return QueueBuilder .durable("quorum.queue") // 持久化 .quorum() // 仲裁队列 .build(); }三.SpringAMQP连接MQ集群
注意,这里用address来代替host、port方式
spring: rabbitmq: addresses: 192.168.136.160:8071, 192.168.136.160:8072, 192.168.136.160:8073 username: root password: 123456 virtual-host: /五.集群扩容 一.加入集群
(1)创建一个新的目录:
cd /tmp/mq # 创建目录 mkdir mq4
(2)然后拷贝rabbitmq.conf、cookie文件到mq4
cp rabbitmq.conf mq4 cp .erlang.cookie mq4
(3)启动一个新的MQ容器:
docker run -d --net mq-net -v ${PWD}/.erlang.cookie:/var/lib/rabbitmq/.erlang.cookie -e RABBITMQ_DEFAULT_USER=root -e RABBITMQ_DEFAULT_PASS=123456 --name mq4 --hostname mq4 -p 8074:15672 -p 8084:15672 rabbitmq:3.8-management
(4)进入容器控制台:
docker exec -it mq4 bash
(5)停止mq进程
rabbitmqctl stop_app
(6)重置RabbitMQ中的数据:
rabbitmqctl reset
(7)加入mq1:
rabbitmqctl join_cluster rabbit@mq1
(8)再次启动mq进程
rabbitmqctl start_app二.增加仲裁队列副本
我们先查看下quorum.queue这个队列目前的副本情况,进入mq1容器:
docker exec -it mq1 bash
执行命令:
rabbitmq-queues quorum_status "quorum.queue"
结果:
现在,我们让mq4也加入进来:
rabbitmq-queues add_member "quorum.queue" "rabbit@mq4"
再次查看:
rabbitmq-queues quorum_status "quorum.queue"
查看控制台,发现quorum.queue的镜像数量也从原来的 +2 变成了 +3:
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