互联网全景消息(2)之RabbitMq高阶使用

一、RabbitMQ消息可靠性保障

消息的可靠性投递是使用消息中间件不可避免的问题，不管是Kafka、rocketMQ或者是rabbitMQ，那么在RabbitMQ中如何保障消息的可靠性呢？

首先来看一下rabbitMQ的架构图：

首先从图里我们可以看到，消息投递的保障性主要从三个方面来解决：

生产者；
Broker；
消费者；

1.1 生产者保障

生产者发送消息到broker时，要保障消息的可靠性，主要方案有以下两种：

生产者确认；
失败通知；

首先RabbitMQ生产者通过制定一个Exchange和routingkey把消息送达到某个队列中，然后消费者监听队列进行消费处理。但是在某些情况下，如果我们在发送消息，当前的exchange不存在或者指定的routingkey找不到对应的队列，这个时候如果要监听这种不可达的消息，就需要失败通知了。

1.1.1 交换器、队列、路由健的关系

队列通过路由健（routingkey，某种规则）绑定到交换器中，生产者将消息发布到交换器中，交换器根据绑定的routingkey将消息路由到指定队列中，然后由订阅这个队列的消费者进行监听消费。

此时就会存在一个问题，消息路由到了不存在的队列怎么办？一般情况下RabbitMQ会直接忽略，当这个消息不存在，也就是消息丢弃了。

所以在不做任何配置的情况下，生产者是不知道消息是否真正达到rabbitMQ，也就是说消息发布不会返回任何消息给生产者。

1.1.2 失败通知

那如何保证我们消息发布的可靠性，这里我们就可以启动失败通知，在原生的编码中可以在发送消息的时候设置Mandatory,即可开启故障检测模式。

注意：他只会让RabbitMQ向你通知失败，而不会通知成功，如果消息正确的路由到队列，则发布者不会收到任何通知。带来的问题就是无法确保发布消息一定是成功的，因为通知失败的消息可能会丢失。

1.1.2.1 实现方式

spring配置方式：

spring:

        rabbitmq:

                # 消息在未被队列收到的情况下返回

                publisher-returns: true

关键代码，注意需要发送者实现 ReturnCallback 接口方可实现失败通知

1.1.2.2 存在的问题

如果消息正确路由到队列，则发布者不会收到任何通知。带来的问题就是无法确保消息一定是成功的，因为通知失败的消息可能会丢失。

这样子我们可以使用RabbitMQ的发送方确认来实现，它不仅仅在路由失败的时候给我们发送消息，并且能够在路由成功的时候也给我们发送消息。

1.1.3 发送方确认

发送方确认是指生产者在投递消息后，如果Broker接收到消息，则会给生产者一个应答。生产者进行接收应答，用来确认这条消息是否正常的发送到Broker，这种方式也是可靠消息投递的核心保证。

rabbitMQ消息发送分为两个阶段：

将消息发送到broker，即发送到exchange交换机；
消息通过exchange被路由到队列；

一旦消息投递到队列，队列则会向生产者发送一个通知，如果队列设置了消息持久到磁盘，则会等待消息持久化到磁盘之后再发送通知。

注意：发送者确认只有出现RabbitMQ内部错误才会出现发送者确认失败。

在发送者确认这种模式也可以分为具体两种情况来看待：

队列不可路由；
队列可路由；

1.1.3.1 队列不可路由

当前的消息达到交换器之后，对于发送者确认是成功的。因为此时的消息已经到达了broker，此时只是不可路由队列他认为是成功的。

首先RabbitMQ交换器不可路由时，消息也根本不会投递到队列中，所以这里他只管到交换器这里，当消息成功到达交换器后，就会进行确认操作。

另外在这过程中，生产者收到了确认之后，那么因为消息不可路由，所以该消息也是无效的相当于被抛弃了，无法到达队列，所以一般这里会结合失败通知来一同使用，这里一般会进行mandatory模式，失败则会调用addReturnListener监听器来处理。

1.1.3.2 队列可以路由

只要消息能够到达队列即可进行确认，一般是RabbitMQ发生内部错误才会出现确认失败的情况；

可以路由的消息，要等到被投递到所有匹配的队列之后，broker会发送一个确认给生产者(包含消息的唯一ID)，这就使得生产者知道消息已经正确到达队列了。

如果消息和队列是可持久化的，那么消息会在将消息写入磁盘之后发出，broker回传给生产者的确认小学中delivery-tag包含了确认消息的序列号。

1.1.3.3 使用方式

Spring配置：

spring:
  rabbitmq:
    publisher-confirm-type: correlated

关键代码，注意需要发送者实现 ConfirmCallback 接口方可实现失败通知：

1.1.4 broker丢失消息

前面我们从生产者的角度分析了消息可靠性传输的原理和实现，接下来就要看下broker是如何保障消息的可靠性传输的。

假设生产者已经成功将消息发送到了交换机，并且交换机也成功的将消息路由到队列中，但是此时消费者还没有进行消费的时候，mq挂掉了，那么重启之后消息就会不存在，那样子就不能保障消息的可靠性传输了。

所以此时就要开启RabbitMQ的持久化，也就是将消息持久化到磁盘，此时即使MQ挂掉了，重启之后也会自动读取之前存储的数据。

1.1.4.1 持久化队列

在spring开启一个持久化队列。

  @Configuration
   public class RabbitConfig {

       public static final String DURABLE_QUEUE_NAME = "durable_queue";

       @Bean
       public Queue durableQueue() {
           // 创建一个持久化的队列
           return new Queue(DURABLE_QUEUE_NAME, true); // 第二个参数为true表示队列持久化
       }
   }

1.1.4.2 持久化交换器


@Configuration
public class RabbitConfig {

    public static final String DURABLE_EXCHANGE_NAME = "durable_exchange";
    public static final String DURABLE_QUEUE_NAME = "durable_queue";
    public static final String ROUTING_KEY = "durable_routing_key";

    @Bean
    public DirectExchange durableExchange() {
        // 创建一个持久化的Direct Exchange
        return new DirectExchange(DURABLE_EXCHANGE_NAME, true, false);
    }

    @Bean
    public Queue durableQueue() {
        // 创建一个持久化的队列
        return new Queue(DURABLE_QUEUE_NAME, true); // 第二个参数为true表示队列持久化
    }

    @Bean
    public Binding binding(Queue durableQueue, DirectExchange durableExchange) {
        // 绑定队列到交换器
        return BindingBuilder.bind(durableQueue).to(durableExchange).with(ROUTING_KEY);
    }
}

1.1.4.3 发送持久化消息

在发送消息的时候，需要设置属性deliveryMode=2，表示发送的是一个持久化消息，需要注意的是在springboot中，发送消息时已经自动设置了deliveryMode为2，不需要人工再去设置一遍。

@Component
public class MessageSender {

    @Autowired
    private RabbitTemplate rabbitTemplate;

    public void sendPersistentMessage(String messageContent) {
        // 创建消息属性，并设置为持久化
        MessageProperties messageProperties = new MessageProperties();
        messageProperties.setDeliveryMode(MessageDeliveryMode.PERSISTENT);

        // 创建消息
        Message message = new Message(messageContent.getBytes(), messageProperties);

        // 发送消息到指定的交换器
        rabbitTemplate.convertAndSend(RabbitConfig.DURABLE_EXCHANGE_NAME, RabbitConfig.ROUTING_KEY, message);
        System.out.println("Sent message: " + messageContent);
    }
}

1.1.5 总结

生产者以及Broker要保障消息传递的可靠性如果结合失败通知以及发送方确认和持久化消息来实现。

1.发送方确认：保障消息能够到达broker；

2.失败通知：保障的是消息能够成功路由到队列；

3.持久化队列：保障消息的持久化；

1.2 消费者消息可靠性

消费者接收到消息，但是还未处理或者还未处理完成，此时消费者进程挂了，比如重启或者异常中断，此时mq会认为消费者已经完成消息消费，就会从队列中删除消息，从而导致消息丢失。

那该如何避免这种情况呢？这就要使用到RabbitMQ提供的ack机制，RabbitMQ默认是自动ack的，此时需要将其修改为手动ack，也就是自己的程序确定消息是否已经处理完成。如果此时出现消息未处理完成进程挂掉的情况，由于没有提交ack，rabbitMQ就不会删除这条消息，而是会把这条消息发送给其他消费者处理，但是消息不回丢失。

spring:
  rabbitmq:
    listener:
      simple:
        acknowledge-mode: manual

acknowledge-mode: manual代表开启手动ack，该配置项的其他两个参数值为none和auto；

auto:消费者根据程序执行的正常或者抛出异常来决定是抛出ack或者nack；
munual：手动ack，用户必须手动提交ack或者nack;
none:没有ack机制；

默认值是none，如果将ack的模式设置auto，此时如果消费者执行异常的话，就相当于执行了nack方法，消息会被放置到队列的头部，消息会被无限期的执行，从而导致后续消息无法执行。