RabbitMQ学习(五)——消息确认机制(AMQP事务)
在前面的文章中，我们对RabbitMQ的消息分发机制做了探究，知道RabbitMQ消息的分发机制，包括公平分发和轮询分发，如果忘记了可以去复写一下RabbitMQ学习(四)——消息分发机制。
我们知道可以通过持久化（交换机、队列和消息持久化）来保障我们在服务器崩溃时，重启服务器消息数据不会丢失。但是我们无法确认当消息的发布者在将消息发送出去之后，消息到底有没有正确到达Broker代理服务器呢？如果不进行特殊配置的话，默认情况下发布操作是不会返回任何信息给生产者的，也就是默认情况下我们的生产者是不知道消息有没有正确到达Broker的。如果在消息到达Broker之前已经丢失的话，持久化操作也解决不了这个问题，因为消息根本就没到达代理服务器，这个是没有办法进行持久化的，那么当我们遇到这个问题又该如何去解决呢？
这里就是我们讲解到的RabbitMQ中的消息确认机制，通过消息确认机制我们可以确保我们的消息可靠送达到我们的用户手中，即使消息丢失掉，我们也可以通过进行重复分发确保用户可靠收到消息。
今天我们讲解的RabbitMQ消息确认机制，主要包括两个方面，因为RabbitMQ为我们提供了两种方式：
- 通过AMQP事务机制实现，这也是AMQP协议层面提供的解决方案；
- 通过将channel设置成confirm模式来实现；
一、AMQP事务
1、使用java原生事务
我们知道事务可以保证消息的传递，使得可靠消息最终一致性。接下来我们先来探究一下RabbitMQ的事务机制。
RabbitMQ中与事务有关的主要有三个方法：
- txSelect()
- txCommit()
- txRollback()
txSelect主要用于将当前channel设置成transaction模式，txCommit用于提交事务，txRollback用于回滚事务。
当我们使用txSelect提交开始事务之后，我们就可以发布消息给Broke代理服务器，如果txCommit提交成功了，则消息一定到达了Broke了，如果在txCommit执行之前Broker出现异常崩溃或者由于其他原因抛出异常，这个时候我们便可以捕获异常通过txRollback方法进行回滚事务了。
所以RabbitMQ事务中的主要代码为：
channel.txSelect();
channel.basicPublish(exchange, routingKey, MessageProperties.PERSISTENT_TEXT_PLAIN, msg.getBytes());
channel.txCommit();
先进行事务提交，然后开始发送消息，最后提交事务。
还是在原来的demo代码基础下，在sender和receiver包下分别新建TransactionSender1.java和TransactionReceiver1.java。分别如下所示：
TransactionSender1.java
package net.anumbrella.rabbitmq.sender;
import java.io.IOException;
import java.util.concurrent.TimeoutException;
import com.rabbitmq.client.Channel;
import com.rabbitmq.client.Connection;
import com.rabbitmq.client.ConnectionFactory;
public class TransactionSender1 {
private final static String QUEUE_NAME = "transition";
public static void main(String[] args) throws IOException, TimeoutException {
/**
* 创建连接连接到MabbitMQ
*/
ConnectionFactory factory = new ConnectionFactory();
// 设置MabbitMQ所在主机ip或者主机名
factory.setUsername("guest");
factory.setPassword("guest");
factory.setHost("127.0.0.1");
factory.setVirtualHost("/");
factory.setPort(5672);
// 创建一个连接
Connection connection = factory.newConnection();
// 创建一个频道
Channel channel = connection.createChannel();
// 指定一个队列
channel.queueDeclare(QUEUE_NAME, false, false, false, null);
// 发送的消息
String message = "This is a transaction message！";
try {
// 开启事务
channel.txSelect();
// 往队列中发出一条消息，使用rabbitmq默认交换机
channel.basicPublish("", QUEUE_NAME, null, message.getBytes());
// 提交事务
channel.txCommit();
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
// 事务回滚
channel.txRollback();
}
System.out.println(" TransactionSender1 Sent '" + message + "'");
// 关闭频道和连接
channel.close();
connection.close();
}
}
在上面中我们使用try-catch来捕获异常，如果发送失败，就会进行事务回滚。
try {
// 开启事务
channel.txSelect();
// 往队列中发出一条消息，使用rabbitmq默认交换机
channel.basicPublish("", QUEUE_NAME, null, message.getBytes());
// 提交事务
channel.txCommit();
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
// 事务回滚
channel.txRollback();
}
TransactionReceiver1.java
package net.anumbrella.rabbitmq.receiver;
import java.io.IOException;
import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Date;
import java.util.concurrent.TimeoutException;
import com.rabbitmq.client.AMQP;
import com.rabbitmq.client.Channel;
import com.rabbitmq.client.Connection;
import com.rabbitmq.client.ConnectionFactory;
import com.rabbitmq.client.Consumer;
import com.rabbitmq.client.DefaultConsumer;
import com.rabbitmq.client.Envelope;
public class TransactionReceiver1 {
private final static String QUEUE_NAME = "transition";
public static void main(String[] argv) throws IOException, InterruptedException, TimeoutException {
ConnectionFactory factory = new ConnectionFactory();
factory.setUsername("guest");
factory.setPassword("guest");
factory.setHost("127.0.0.1");
factory.setVirtualHost("/");
factory.setPort(5672);
// 打开连接和创建频道，与发送端一样
Connection connection = factory.newConnection();
Channel channel = connection.createChannel();
// 声明队列，主要为了防止消息接收者先运行此程序，队列还不存在时创建队列。
channel.queueDeclare(QUEUE_NAME, false, false, false, null);
System.out.println("Receiver1 waiting for messages. To exit press CTRL+C");
// 创建队列消费者
final Consumer consumer = new DefaultConsumer(channel) {
@Override
public void handleDelivery(String consumerTag, Envelope envelope, AMQP.BasicProperties properties,
byte[] body) throws IOException {
SimpleDateFormat time = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss:SSSS");
String message = new String(body, "UTF-8");
System.out.println(" TransactionReceiver1 : " + message);
System.out.println(" TransactionReceiver1 Done! at " + time.format(new Date()));
}
};
channel.basicConsume(QUEUE_NAME, true, consumer);
}
}
消息的接收者跟原来是一样的，因为事务主要是保证消息要发送到Broker当中。
接着我们使用wireshark来监听网络，这里也可以使用Fiddler。由于笔者使用的是MAC系统，没有Fiddler版本。如果读者要使用Fiddler，同时使用windows可以看看这篇文章，后面有对Fiddler的介绍，JMeter搭配Fiddler的简单使用（一）。
启动wireshark，选择好网络，输入amqp过滤我们需要的信息。
然后我们分别启动TransactionReceiver1.java 和 TransactionSender1.java。
从上面我们可以清晰的看见消息的分发过程，与我们前面分析的一致。主要执行了四个步骤：
- Client发送Tx.Select
- Broker发送Tx.Select-Ok(在它之后，发送消息)
- Client发送Tx.Commit
- Broker发送Tx.Commit-Ok
接下来我们通过抛出异常来模拟发送消息错误，进行事务回滚。更改发送信息代码为：
try {
// 开启事务
channel.txSelect();
// 往队列中发出一条消息，使用rabbitmq默认交换机
channel.basicPublish("", QUEUE_NAME, null, message.getBytes());
// 除以0，模拟异常，使用rabbitmq默认交换机
int t = 1/0;
// 提交事务
channel.txCommit();
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
// 事务回滚
channel.txRollback();
}
这里我们通过除以0来模拟抛出异常，接着按同样的顺序运行代码。
可以看见事务进行了回滚，同时我们在接收端也没有收到消息。
通过上面我们可以知道事务确实能够解决消息的发送者和Broker之间消息的确认，只有当消息成功被服务端Broker接收，并且接受时，事务才能提交成功，不然我们便可以在捕获异常进行事务回滚操作同时进行消息重发。
在上面的情况中，我们使用java原生代码来模拟事务进行发送，而在实际开发中，我们可能需要结合框架来完成。
2、结合Spring Boot来使用事务
我们一般在Spring Boot使用RabbitMQ，主要是通过封装的RabbitTemplate模板来实现消息的发送，这里主要也是分为两种情况，使用RabbitTemplate同步发送，或者异步发送。
注意：发布确认和事务。(两者不可同时使用)在channel为事务时，不可引入确认模式；同样channel为确认模式下，不可使用事务。
所以在使用事务时，在application.properties中，需要将确认模式更改为false。
# 支持发布确认
spring.rabbitmq.publisher-confirms=false
A、同步
通过设置RabbitTemplate的channelTransacted为true，来设置事务环境，使得可以使用RabbitMQ事务。如下：
template.setChannelTransacted(true);
在demo代码里面，主要是在config包下的RabbitConfig.java里的rabbitTemplateNew方法里面配置，如下：
@Bean
@Scope(ConfigurableBeanFactory.SCOPE_PROTOTYPE)
public RabbitTemplate rabbitTemplateNew() {
RabbitTemplate template = new RabbitTemplate(connectionFactory());
template.setChannelTransacted(true);
return template;
}
接着在在sender和receiver包，分别建立TransactionSender2.java和TransactionReceiver2.java。分别如下所示：
TransactionSender2.java
package net.anumbrella.rabbitmq.sender;
import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Date;
import org.springframework.amqp.core.AmqpTemplate;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.stereotype.Component;
import org.springframework.transaction.annotation.Transactional;
@Component
public class TransactionSender2 {
@Autowired
private AmqpTemplate rabbitTemplate;
@Transactional(rollbackFor = Exception.class)
public void send(String msg) {
SimpleDateFormat time = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
String sendMsg = msg + time.format(new Date()) + " This is a transaction message！ ";
/**
* 这里可以执行数据库操作
*
**/
System.out.println("TransactionSender2 : " + sendMsg);
this.rabbitTemplate.convertAndSend("transition", sendMsg);
}
}
在上面代码中，我们通过调用者提供外部事务@Transactional(rollbackFor = Exception.class)，来现实事务方法。一旦方法中抛出异常，比如执行数据库操作时，就会被捕获到，同时事务将进行回滚，并且向外发送的消息将不会发送出去。
TransactionReceiver2.java
package net.anumbrella.rabbitmq.receiver;
import java.io.IOException;
import org.springframework.amqp.core.Message;
import org.springframework.amqp.rabbit.annotation.RabbitListener;
import org.springframework.stereotype.Component;
import com.rabbitmq.client.Channel;
@Component
public class TransactionReceiver2 {
@RabbitListener(queues = "transition")
public void process(Message message, Channel channel) throws IOException {
System.out.println("TransactionReceiver2 : " + new String(message.getBody()));
}
}
添加完消息的发送者和接收者后，还需要在controller包下的RabbitTest.java中添加模拟消息发送的Restful接口方法，添加如下代码：
@Autowired
private TransactionSender2 transactionSender;
/**
* 事务消息发送测试
*/
@GetMapping("/transition")
public void transition() {
transactionSender.send("Transition: ");
}
启动wireshark，选择好网络，输入amqp过滤我们需要的信息。
然后启动Spring Boot项目，访问接口http://localhost:8080/rabbit/transition。
在控制台我们可以得到消息已经发送和收到，
TransactionSender2 : Transition: 2018-06-18 23:00:16 This is a transaction message！
TransactionReceiver2 : Transition: 2018-06-18 23:00:16 This is a transaction message！
查看wireshark如下：
可以看到这里与前面我们讲解的原生事务是一致的，而当发送消息出现异常时，就会响应执行事务回滚。
B、异步
刚才我们讲解的是同步的情况，现在我们讲解一下异步的形式。在异步当中，主要使用MessageListener 接口，它是 Spring AMQP 异步消息投递的监听器接口。而MessageListener的实现类SimpleMessageListenerContainer则是作为了整个异步消息投递的核心类存在。
接下来我们开始介绍使用异步的方法，同样表示需要的外部事务，用户需要在容器配置的时候指定PlatformTransactionManager的实现。代码如下：
@Bean
public SimpleMessageListenerContainer messageListenerContainer() {
SimpleMessageListenerContainer container = new SimpleMessageListenerContainer();
container.setConnectionFactory(connectionFactory());
container.setTransactionManager(rabbitTransactionManager());
container.setChannelTransacted(true);
// 开启手动确认
container.setAcknowledgeMode(AcknowledgeMode.MANUAL);
container.setQueues(transitionQueue());
container.setMessageListener(new TransitionConsumer());
return container;
}
这段代码我们是添加在config下的RabbitConfig.java下，通过配置事务管理器，将channelTransacted属性被设置为true。
在容器中配置事务时，如果提供了transactionManager，channelTransaction必须为true，使得如果监听器处理失败，并且抛出异常，那么事务将进行回滚，那么消息将返回给消息代理；如果为false，外部的事务仍然可以提供给监听容器，造成的影响是在回滚的业务操作中也会提交消息传输的操作。
通过使用RabbitTransactionManager，这个事务管理器是PlatformTransactionManager接口的实现，它只能在一个Rabbit ConnectionFactory中使用。
注意：这种策略不能够提供XA事务，例如在消息和数据库之间共享事务。
除了上面的代码外，还有RabbitTransactionManager和TransitionConsumer需要添加，代码如下：
/**
* 声明transition2队列
*
* @return
*/
@Bean
public Queue transitionQueue() {
return new Queue("transition2");
}
/**
* 事务管理
*
* @return
*/
@Bean
public RabbitTransactionManager rabbitTransactionManager() {
return new RabbitTransactionManager(connectionFactory());
}
/**
* 自定义消费者
*/
public class TransitionConsumer implements ChannelAwareMessageListener {
@Override
public void onMessage(Message message, Channel channel) throws Exception {
byte[] body = message.getBody();
System.out.println("TransitionConsumer: " + new String(body));
// 确认消息成功消费
channel.basicAck(message.getMessageProperties().getDeliveryTag(), false);
// 除以0，模拟异常，进行事务回滚
// int t = 1 / 0;
}
}
因为我们在container中设置队列为“transition2”，所以我们在TransactionSender2中更改发送的队列为“transition2”，如下：
this.rabbitTemplate.convertAndSend("transition2", sendMsg);
接着我们启动wireshark，选择好网络，输入amqp过滤我们需要的信息。
然后启动Spring Boot项目，访问接口http://localhost:8080/rabbit/transition。
我们可以在wireshark中看到有事务的提交，如下：
然后我们在TransitionConsumer中把除以0的模拟异常情况打开，然后再执行上面的操作，可得：
可以看到先进行了事务提交，后面事务又回滚了。意味着消息没有接收成功，我们在RabbitMQ管理界面也可以查看到消息，如果将consumer关掉，则unacked的msg则会又回到了ready状态。（注意：这里我们模拟的是消费者接收事务，前面是消息生成者发送到Broker的事务）
关闭消息者监听后，消息又恢复了ready状态。当重启应用会重新发过它。
好了，RabbitMQ消息的事务就到这里，可能有些细节的地方讲的不是很清楚，有些地方笔者也不是也清楚，欢迎一起讨论。
还剩RabbitMQ消息的确认模式没有讲解，这个就留到下一篇。
最后上面演示的demo，还是放在github，欢迎start，rabbitmq-demo。
参考
- https://my.oschina.net/lzhaoqiang/blog/670749
- https://blog.csdn.net/hzw19920329/article/details/54315940
- http://www.rabbitmq.com/confirms.html