RabbitMQ原理(三):发送者的可靠性

1.发送者的可靠性

首先,我们一起分析一下消息丢失的可能性有哪些。
消息从发送者发送消息,到消费者处理消息,需要经过的流程是这样的:
RabbitMQ原理(三):发送者的可靠性_第1张图片
消息从生产者到消费者的每一步都可能导致消息丢失:

  • 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

综上,我们要解决消息丢失问题,保证MQ的可靠性,就必须从3个方面入手:

  • 确保生产者一定把消息发送到MQ
  • 确保MQ不会将消息弄丢
  • 确保消费者一定要处理消息

这一章我们先来看如何确保生产者一定能把消息发送到MQ。

1.1.生产者重试机制

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。

修改publisher模块的application.yaml文件,添加下面的内容:

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

我们利用命令停掉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!

:::warning
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。
:::

1.2.生产者确认机制

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 ConfirmPublisher 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
具体如图所示:
RabbitMQ原理(三):发送者的可靠性_第2张图片
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acknack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。

1.3.实现生产者确认

1.3.1.开启生产者确认

在publisher模块的application.yaml中添加配置:

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。

1.3.2.定义ReturnCallback

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:
RabbitMQ原理(三):发送者的可靠性_第3张图片
内容如下:

package com.itheima.publisher.config;

import lombok.AllArgsConstructor;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.springframework.amqp.core.ReturnedMessage;
import org.springframework.amqp.rabbit.core.RabbitTemplate;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;

import javax.annotation.PostConstruct;

@Slf4j
@AllArgsConstructor
@Configuration
public class MqConfig {
    private final RabbitTemplate rabbitTemplate;

    @PostConstruct
    public void init(){
        rabbitTemplate.setReturnsCallback(new RabbitTemplate.ReturnsCallback() {
            @Override
            public void returnedMessage(ReturnedMessage returned) {
                log.error("触发return callback,");
                log.debug("exchange: {}", returned.getExchange());
                log.debug("routingKey: {}", returned.getRoutingKey());
                log.debug("message: {}", returned.getMessage());
                log.debug("replyCode: {}", returned.getReplyCode());
                log.debug("replyText: {}", returned.getReplyText());
            }
        });
    }
}

1.3.3.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:
RabbitMQ原理(三):发送者的可靠性_第4张图片
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:
RabbitMQ原理(三):发送者的可靠性_第5张图片

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

@Test
void testPublisherConfirm() {
    // 1.创建CorrelationData
    CorrelationData cd = new CorrelationData();
    // 2.给Future添加ConfirmCallback
    cd.getFuture().addCallback(new ListenableFutureCallback<CorrelationData.Confirm>() {
        @Override
        public void onFailure(Throwable ex) {
            // 2.1.Future发生异常时的处理逻辑,基本不会触发
            log.error("send message fail", ex);
        }
        @Override
        public void onSuccess(CorrelationData.Confirm result) {
            // 2.2.Future接收到回执的处理逻辑,参数中的result就是回执内容
            if(result.isAck()){ // result.isAck(),boolean类型,true代表ack回执,false 代表 nack回执
                log.debug("发送消息成功,收到 ack!");
            }else{ // result.getReason(),String类型,返回nack时的异常描述
                log.error("发送消息失败,收到 nack, reason : {}", result.getReason());
            }
        }
    });
    // 3.发送消息
    rabbitTemplate.convertAndSend("hmall.direct", "q", "hello", cd);
}

执行结果如下:
RabbitMQ原理(三):发送者的可靠性_第6张图片
可以看到,由于传递的RoutingKey是错误的,路由失败后,触发了return callback,同时也收到了ack。
当我们修改为正确的RoutingKey以后,就不会触发return callback了,只收到ack。
而如果连交换机都是错误的,则只会收到nack。

:::warning
注意
开启生产者确认比较消耗MQ性能,一般不建议开启。而且大家思考一下触发确认的几种情况:

  • 路由失败:一般是因为RoutingKey错误导致,往往是编程导致
  • 交换机名称错误:同样是编程错误导致
  • MQ内部故障:这种需要处理,但概率往往较低。因此只有对消息可靠性要求非常高的业务才需要开启,而且仅仅需要开启ConfirmCallback处理nack就可以了。

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