RabbitMQ生产者的可靠性

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！

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。

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：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：

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);
    }

当路由不对时，提示没有这个路由

当交换机不对时，提示没有这个交换机

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：

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：

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：

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

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

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：