RabbitMQ（2）

news2024/11/24 23:11:29

一、MQ的问题

基于上篇存在的问题

1. 问题说明

MQ在分布式项目中是非常重要的，

它可以实现异步、削峰、解耦，但是在项目中引入MQ也会带来一系列的问题。

今天我们要解决以下几个常见的问题：

  • 消息可靠性问题：如何确保消息被成功送达消费者，并且被消费者成功消费掉

  • 延迟消息问题：如果一个消息，需要延迟15分钟再消费，像12306超时取消订单，如何实现消息的延迟投递

  • 消息堆积问题：如果消息无法被及时消费而堆积，如何解决百万级消息堆积的问题

  • MQ的高可用问题：如何避免MQ因为单点故障而不可用的问题

2. 准备代码环境

注意：为了后续的演示效果，暂不声明交换机、队列、绑定关系

创建project

  1. 删除project里的src文件夹

  2. 添加依赖坐标

<parent>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
    <version>2.3.9.RELEASE</version>
    <relativePath/>
</parent>

<properties>
    <maven.compiler.source>8</maven.compiler.source>
    <maven.compiler.target>8</maven.compiler.target>
</properties>

<dependencies>
    <dependency>
        <groupId>org.projectlombok</groupId>
        <artifactId>lombok</artifactId>
    </dependency>
    <!--AMQP依赖，包含RabbitMQ-->
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-amqp</artifactId>
    </dependency>
    <!--单元测试-->
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>com.fasterxml.jackson.core</groupId>
        <artifactId>jackson-databind</artifactId>
    </dependency>
</dependencies>


创建生产者模块

依赖

不需要添加，直接继承父工程的依赖

配置

修改application.yaml，添加配置：

spring:
  rabbitmq:
    host: 192.168.200.137
    port: 5672
    virtual-host: /
    username: itcast
    password: 123321

引导类

package com.mqrebbit;

import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;

@SpringBootApplication
public class ProducerApplication {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(ProducerApplication.class,args);
    }
}

发消息测试类

package com.mqrebbit;

import org.junit.jupiter.api.Test;
import org.springframework.amqp.rabbit.core.RabbitTemplate;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.boot.test.context.SpringBootTest;

@SpringBootTest
public class Demo01SimpleTest {
    @Autowired
    private RabbitTemplate rabbitTemplate;

    @Test
    public void test(){
        rabbitTemplate.convertAndSend("demo.exchange","demo","hello");
    }
}

创建消费者模块

依赖

不需要添加，直接继承父工程的依赖

配置

修改application.yaml，添加配置：

spring:
  rabbitmq:
    host: 192.168.200.137
    port: 5672
    virtual-host: /
    username: itcast
    password: 123321
    listener:
      simple:
        prefetch: 1

引导类

package com.mqrebbit;

import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;

@SpringBootApplication
public class ConsumerApplication {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(ConsumerApplication.class,args);
    }
}

创建Listener

package com.mqrebbit.listener;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.springframework.amqp.rabbit.annotation.RabbitListener;
import org.springframework.stereotype.Component;
@Component
@Slf4j
public class DemoListener {
    @RabbitListener(queues = "demo.queue")
    public void handleDemoQueueMsg(String msg){
        log.info("从{}队列接收到消息：{}", "demo.queue", msg);
        System.out.println("模拟：处理消息中……");
        log.info("消息处理完毕");
    }
}

二、消息可靠性

1. 介绍

当我们的生产者发送一条消息后，这条消息最终会到达消费者。

那么在这整个过程中任何一个环境出错，都可能会导致消息的丢失，而导致不够可靠。

可能出问题的环节有：

  • 生产者发送消息到Broker时 丢失：

    消息未送达Exchange

    消息到达了Exchange，但未到达Queue

  • Broker收到消息后丢失：

    MQ宕机，导致未持久化保存消息

  • 消费者从Broker接收消息丢失：

    消费者接收消息后，尚未消费就宕机

针对这些问题，RabbitMQ给出了对应的解决方案

  • 生产者发送消息丢失：使用生产者确认机制

  • Broker接收消息丢失：MQ消息持久化

  • 消费者接收消息丢失：消费者确认机制与失败重试机制  

2. 生产者确认机制

介绍

在了解生产者确认机制之前，

我们需要先明确一件事：生产者发送的消息，怎么样才算是发送成功了？

消息发送成功，有两个标准

  • 消息被成功送达Exchange

  • 消息被成功送达匹配的Queue

以上两个过程任何一步失败，都认为消息发送失败了。

生产者确认机制，可以确保生产者明确知道消息是否成功发出，如果未成功的话，是哪一步出现问题。然后开发人员就可以根据投递结果做进一步处理。

Confirm Callback机制：确定回收

说明

使用发送者的ConfirmCallback机制，

用于让生产者确认 消息是否送达交换机：

如果消息成功送达交换机，MQ会给生产者返回一个ack（确认）。

当生产者得到ack之后，就可以确定消息成功送达交换机了

使用步骤，在生产者一方做如下操作：

  1. 修改配置文件，指定 confirm确认的处理方式，使用异步方式

  2. 发送消息时，配置CorrelationData，用于处理确认结果     

示例

1. 修改配置文件

修改生产者一方的配置文件application.yaml，增加如下配置

  • 如果配置为simple，表示使用同步方式处理确认的结果

  • 如果配置为correlated，表示使用异步方式处理确认的结果，但是发送消息时需要我们准备一个CorrelationData对象，用于接收确认结果

spring:
  rabbitmq:
    #生产者确认机制类型。simple同步方式确认；correlated异步方式确认，将使用CorrelationData接收确认结果
    publisher-confirm-type: correlated

2.发送消息

package com.mqrebbit;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.junit.jupiter.api.Test;
import org.springframework.amqp.rabbit.connection.CorrelationData;
import org.springframework.amqp.rabbit.core.RabbitTemplate;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.boot.test.context.SpringBootTest;
@Slf4j
@SpringBootTest
public class Demo01SimpleTest {
    @Autowired
    private RabbitTemplate rabbitTemplate;
    @Test
    public void test(){
        //创建一个CorrelationData Correlation：关联
        CorrelationData data = new CorrelationData();
        //设置消息的id
        data.setId("msg-001");
        //准备好 回调函数:Callback，用于接收 将来:Future 的确认结果
        data.getFuture().addCallback(
                //Success:成功
                /**
                 * 当消息发送没有出现异常时，这个方法会被调用
                 */
                result -> {
                    if (result.isAck()){
                        log.info("发送消息完成，且已经到达交换机。消息id={}",data.getId());
                    }else {
                        log.info("发送消息完成，但是没有到达交换机。消息id={}，原因={}",data.getId(),result.getReason());

                    }                },
                //Failure:失败
                /**
                 * 当消息发送出现异常时，这个方法会被调用
                 */
                ex -> {
                    log.warn("发送消息出现异常，消息id={}",data.getId(),ex);
                }
        );
        rabbitTemplate.convertAndSend("demo.exchange", "demo", "hello",data);
    }
}

3.测试结果-未送达交换机的结果

首先，我们先要保证 demo.exchange交换机不存在，再运行单元测试方法，发送消息。可看到如下结果

4.测试结果-成功送达交换机

然后，我们再创建配置类，声明一个名称为demo.exchange的交换机

package com.mqrebbit.config;

import org.springframework.amqp.core.ExchangeBuilder;
import org.springframework.amqp.core.TopicExchange;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;

@Configuration
public class RabbitBindingConfig {
    //创建一个交换机
    @Bean
    public TopicExchange demoExchange(){
        return ExchangeBuilder.topicExchange("demo.exchange").build();
    }
}

然后重新发送消息，可看到如下结果：

Return Callback机制

说明

使用生产者的Confirm Callback机制，可以确保消息成功送达交换机。

但是消息是否被送达队列呢？我们同样需要进行确认。

为了解决这个问题，RabbitMQ提供了Return Callback机制：

  • 如果消息被交换机成功路由到队列，一切正常

  • 如果消息路由到队列时失败了，Return回调会把消息回退给生产者。生产者可以自行决定后续要如何处理

使用步骤，在生产者一方操作：

  1. 修改配置文件，开启return callback机制，并设置强制return back 

  3. 创建配置类，预先设置Return回调函数

示例

1. 修改配置文件

修改生产者的配置文件application.yaml，开启return回调机制

spring:
  rabbitmq:
    publisher-returns: true #开启生产者return回调机制
    template:
      mandatory: true #开启强制回调。如果为true，消息路由失败时会调用ReturnCallback回退消息；如果为false，消息路由失败时会丢弃消息

设置Return回调

当消息未被路由到Queue时，Return回调会执行

注意：

  • 只要给RabbitTemplate对象设置一次回调函数即可，并不需要每次发送消息都设置Return回调。所以我们在配置类里给RabbitTemplate设置一次即可

  • 给单例的RabbitTemplate对象设置Return回调的方式有多种，使用哪种都行，只要能够设置成功即可

创建一个配置类，在配置类里设置Return回调函数：

package com.mqrebbit.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;

/*
 * ApplicationContext是： spring容器，所有bean对象都在这里面
 * ApplicationContextAware接口：当ApplicationContext初始化完成之后，
 * 接口的setApplicationContext方法将会被自动调用
 */
@Slf4j
@Configuration
public class RabbitConfig implements ApplicationContextAware {

    @Override
    public void setApplicationContext(ApplicationContext applicationContext) throws BeansException {
        RabbitTemplate rabbitTemplate = applicationContext.getBean(RabbitTemplate.class);
        rabbitTemplate.setReturnCallback((message, replyCode, replyText, exchange, routingKey) -> {
            //当交换机把消息路由到队列出现问题时，这个方法会自动执行
            log.warn("把消息路由到队列失败，replyCode{},replyText{},RoutingKey={},msg={}",
                    replyCode,replyText,exchange,routingKey, message);
        });
    }
}

测试结果-未路由到队列

首先，我们要先保证交换机没有绑定队列demo.queue，再运行单元测试方法，发送消息，可看到如下结果：

测试结果-成功路由到队列

 

然后，我们再找到RabbitBindingConfig配置类，

增加一个队列demo.queue，并绑定给交换机demo.exchange，最终代码如下：

@Configuration
public class RabbitBindingConfig {
    //创建一个交换机
    @Bean
    public TopicExchange demoExchange(){
        return ExchangeBuilder.topicExchange("demo.exchange").build();
    }
    @Bean
    public Queue demoQueue(){
        return QueueBuilder.durable("demo.queue").build();
    }
    @Bean
    public Binding demoBinding(Queue demoQueue,TopicExchange demoExchange){
        return BindingBuilder.bind(demoQueue).to(demoExchange).with("demo");
    }
}

然后再发送消息，不报错，就说明路由成功了。可以去RabbitMQ控制台上查看消息

 

 

3. MQ消息持久化

 介绍

通过生产者确认机制，我们可以把消息投递到队列中。但是如果这时候MQ宕机了，队列里的消息同样有可能会丢失。这是因为：

  • 交换机可能是非持久化的。MQ一重启，交换机就消失了

  • 队列可能是非持久化的。MQ一重启，队列就消失了

  • 消息可能是非持久化的（在RabbitMQ内存中）。MQ一重启，消息就丢失了

所以我们必须要保证：交换机、队列、消息都是持久化的。

但实际上，我们创建交换机、队列、消息的方式都是持久化创建的，所以以下内容我们仅仅了解即可

 交换机持久化

 队列持久化

 消息持久化


​4. 消费者确认机制

介绍

RabbitMQ采用的是阅后即焚模式，即只要消息被消费成功获取，MQ就会立刻删除掉这条消息。所以，我们必须保证，消息确实成功的被消费掉了。为此，RabbitMQ也提供了ack确认机制：

  • RabbitMQ将消息投递给消费者

    • 消费者成功处理消息

    • 消费者向RabbitMQ返回ack确认

  • RabbitMQ收到ack确认，删除消息

从上述过程中我们可以得到，消费者返回ack的时机是非常关键的：如果消费者仅仅是得到消息还未处理，就给RabbitMQ返回ack，然后消费者宕机了，就会导致消息丢失。

SpringAMQP允许消费者使用以下三种ack模式：

  • manual：手动ack。由开发人员在处理完业务后，手动调用API，向RabbitMQ返回ack确认

  • auto：自动ack【默认】。当消费者方法正常执行完毕后，由Spring自动给RabbitMQ返回ack确认；如果出现异常，就给RabbitMQ返回nack（未消费成功）

  • none：关闭ack。MQ假定所有消息都会被成功消费，因为RabbitMQ投递消息后会立即删除

我们一般使用默认的auto模式


none模式
auto模式


5. 消费者失败重试

介绍

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：

我们可以利用Spring本身的retry机制，在消费者出现异常后，在消费者内部进行本地重试；而不是让消息重新入队列，然后让RabbitMQ重新投递。  

消费者本地重试

只要修改消费者一方的配置文件，设置消费者本地重试，并配置重试参数

修改消费者一方的配置文件application.yaml，增加如下配置：


失败后的恢复策略

在刚刚的本地重试中，在达到最大次数后，消息会被丢弃，这是Spring内部机制决定的。

但是，其实在重试多次消费仍然失败后，SpringAMQP提供了MessageRecoverer接口，定义了不同的恢复策略可以用来进一步处理消息：

  • RejectAndDontRequeueRecoverer：重试次数耗尽后，直接reject，丢弃消息。是默认的处理策略

  • ImmediateRequeueMessageRecoverer：重试次数耗尽后，立即重新入队requeue

  • RepublishMessageRecoverer：重试次数耗尽后，将失败消息投递到指定的交换机

6. 小结

三、死信交换机

1. 介绍

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

死信交换机

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demo.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：

注意：

  • 死信交换机，其实是普通交换机。只是用于处理死信，所以称为死信交换机

  • 死信队列，其实也是普通队列。只是用于处理死信，所以称为死信队列

2. 消费失败成为死信【拓展】

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demo.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。

取消恢复策略

把消费者服务中RabbitMsgRecovererConfig配置类里的恢复策略注释掉，则SpringAMQP将会使用默认的RejectAndDontRequeueRecoverer策略，在本地重试次数耗尽后，发送reject给RabbitMQ。


配置死信交换机

修改生产者的配置类，在声明队列时绑定死信交换机


测试效果

  1. 先去RabbitMQ控制台页面(http://192.168.200.137:15672)中，把demo.queue队列删除掉。因为之前声明的队列并没有绑定死信交换机，必须要删除掉，重新声明才行

  2. 运行生产者的单元测试方法，发送消息

  3. 启动消费者服务，开始从demo.queue中接收消息但出现异常；在耗尽重试次数后，因为恢复策略是默认的RejectAndDontRequeueRecoverer成为死信。消息被投递到死信交换机，然后路由到死信队列

  4. 在RabbitMQ控制台中查看死信队列dl.queue，可看到死信队列中有一条消息


3. 消息超时成为死信

说明

如果一条消息超时未被消费，也会成为死信。而超时有两种方式：

  • 消息所在的队列设置了超时

  • 消息本身设置了超时

我们将按照如下设计，演示超时成为死信的效果：


队列TTL示例

注意：为了方便演示死信队列的效果，我们将创建一个新的project，准备新的代码环境。参考第一章节中准备的代码环境。

生产者

声明队列和交换机

  • 声明死信交换机与死信队列，并绑定

  • 声明普通交换机与普通队列，并绑定。注意，声明普通队列时要：

    设置队列的TTL

    给队列设置死信交换机与死信的RoutingKey


消息TTL示例

生产者

声明队列和交换机

可以直接使用刚刚的“队列TTL示例”中的配置，与之相比，仅仅是声明队列时不再设置队列的TTL。代码如下：


4. 延迟队列

四、惰性队列

五、MQ集群

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六、AOP（2）

一、AOP操作&#xff08;AspectJ注解&#xff09;重点 1.创建类&#xff0c;在类里面定义方法com.zhilei.spring5.aopanno public class User {public void add(){System.out.println("add...");} }2.创建增强类&#xff0c;编写增强逻辑 在增强类里面&#xff0c…
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