RabbitMQ(三) | 死信交换机、死信队列、TTL、延迟队列(安装DelayExchange插件)

RabbitMQ(三) | 死信交换机、死信队列、TTL、延迟队列(安装DelayExchange插件)

  • 1.初识死信交换机
    • 1.1.什么是死信交换机
    • 1.2.利用死信交换机接收死信(拓展)
    • 1.3.总结
  • 2.TTL
    • 2.1.接收超时死信的死信交换机
    • 2.2.声明一个队列,并且指定TTL
    • 2.3.总结
  • 3.延迟队列
    • 3.1.安装DelayExchange插件
      • 3.1.1.下载插件
      • 3.1.2.上传插件
      • 3.1.3.安装插件
      • 3.1.4.如果安装插件报错
    • 3.2.DelayExchange原理
    • 3.3.使用DelayExchange
      • 1)声明DelayExchange交换机
      • 2)发送消息
    • 3.4.总结


接上一篇:RabbitMQ(二) | 消息可靠性(消息确认机制、消息持久化、消息重试机制)


1.初识死信交换机

1.1.什么是死信交换机

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

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:
RabbitMQ(三) | 死信交换机、死信队列、TTL、延迟队列(安装DelayExchange插件)_第1张图片

因为simple.queue绑定了死信交换机 dl.direct,因此死信会投递给这个交换机:
RabbitMQ(三) | 死信交换机、死信队列、TTL、延迟队列(安装DelayExchange插件)_第2张图片
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:
RabbitMQ(三) | 死信交换机、死信队列、TTL、延迟队列(安装DelayExchange插件)_第3张图片

另外,队列将死信投递给死信交换机时,必须知道两个信息:

  • 死信交换机名称
  • 死信交换机与死信队列绑定的RoutingKey

这样才能确保投递的消息能到达死信交换机,并且正确的路由到死信队列。
RabbitMQ(三) | 死信交换机、死信队列、TTL、延迟队列(安装DelayExchange插件)_第4张图片


1.2.利用死信交换机接收死信(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simple.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。
RabbitMQ(三) | 死信交换机、死信队列、TTL、延迟队列(安装DelayExchange插件)_第5张图片

我们在consumer服务中,定义一组死信交换机、死信队列:

// 声明普通的 simple.queue队列,并且为其指定死信交换机:dl.direct
@Bean
public Queue simpleQueue2(){
    return QueueBuilder.durable("simple.queue") // 指定队列名称,并持久化
        .deadLetterExchange("dl.direct") // 指定死信交换机
        .build();
}

// 声明死信交换机 dl.direct
@Bean
public DirectExchange dlExchange(){
    return new DirectExchange("dl.direct", true, false);
}

// 声明存储死信的队列 dl.queue
@Bean
public Queue dlQueue(){
    return new Queue("dl.queue", true);
}

// 将死信队列 与 死信交换机绑定
@Bean
public Binding dlBinding(){
    return BindingBuilder.bind(dlQueue()).to(dlExchange()).with("simple");
}

1.3.总结

什么样的消息会成为死信?

  • 消息被消费者reject或者返回nack
  • 消息超时未消费
  • 队列满了

死信交换机的使用场景是什么?

  • 如果队列绑定了死信交换机,死信会投递到死信交换机;
  • 可以利用死信交换机收集所有消费者处理失败的消息(死信),交由人工处理,进一步提高消息队列的可靠性。

2.TTL

TTL,也就是Time-To-Live(消息存活时间)。一个队列中的消息如果超时未消费,则会变为死信,超时分为两种情况:

  • 消息所在的队列设置了超时时间
  • 消息本身设置了超时时间

RabbitMQ(三) | 死信交换机、死信队列、TTL、延迟队列(安装DelayExchange插件)_第6张图片


2.1.接收超时死信的死信交换机

在consumer服务的SpringRabbitListener中,定义一个新的消费者,并且声明 死信交换机、死信队列:

@RabbitListener(bindings = @QueueBinding(
    value = @Queue(name = "dl.ttl.queue", durable = "true"),
    exchange = @Exchange(name = "dl.ttl.direct"),
    key = "ttl"
))
public void listenDlQueue(String msg){
    log.info("接收到 dl.ttl.queue的延迟消息:{}", msg);
}

2.2.声明一个队列,并且指定TTL

新建一个TTLMessageConfig类,给队列设置超时时间,声明交换机,将ttl与交换机绑定::

@Bean
public Queue ttlQueue(){
    return QueueBuilder.durable("ttl.queue") // 指定队列名称,并持久化
        .ttl(10000) // 设置队列的超时时间,10秒
        .deadLetterExchange("dl.ttl.direct") // 指定死信交换机
        .build();
}

@Bean
public DirectExchange ttlExchange(){
    return new DirectExchange("ttl.direct");
}
@Bean
public Binding ttlBinding(){
    return BindingBuilder.bind(ttlQueue()).to(ttlExchange()).with("ttl");
}

注意,这个队列设定了死信交换机为dl.ttl.direct

在SpringAmqpTest中发送消息,但是不要指定TTL:

@Test
public void testTTLMessage() {
    // 1.准备消息
    Message message = MessageBuilder
            .withBody("hello, ttl messsage".getBytes(StandardCharsets.UTF_8))
            .setDeliveryMode(MessageDeliveryMode.PERSISTENT)
            // .setExpiration("5000") // 给消息设置超时时间
            .build();
    // 2.准备CorrelationData
    CorrelationData correlationData = new CorrelationData(UUID.randomUUID().toString());
    // 3.发送消息
    rabbitTemplate.convertAndSend("ttl.direct", "ttl", message, correlationData);
    log.info("消息已经成功发送!");
}

注意:队列超时时间和消息超时时间同时存在时,以最短的消息超时时间为主

自行测试:
因为队列的TTL值是10000ms,也就是10秒。可以看到消息发送与接收之间的时差刚好是10秒。
如果消息超时时间为5000ms,也就是5秒,可以看到消息发送与接收之间的时差刚好是5秒。


2.3.总结

消息超时的两种方式是?

  • 给队列设置ttl属性,进入队列后超过ttl时间的消息变为死信
  • 给消息设置ttl属性,队列接收到消息超过ttl时间后变为死信

如何实现发送一个消息20秒后消费者才收到消息?

  • 给消息的目标队列指定死信交换机
  • 将消费者监听的队列绑定到死信交换机
  • 发送消息时给消息设置超时时间为20秒

3.延迟队列

利用TTL结合死信交换机,我们实现了消息发出后,消费者延迟收到消息的效果。这种消息模式就称为延迟队列(Delay Queue)模式。

延迟队列的使用场景包括:

  • 延迟发送短信
  • 用户下单,如果用户在15 分钟内未支付,则自动取消
  • 预约工作会议,20分钟后自动通知所有参会人员

因为延迟队列的需求非常多,所以RabbitMQ的官方也推出了一个插件,原生支持延迟队列效果。

这个插件就是DelayExchange插件。参考RabbitMQ的插件列表页面:https://www.rabbitmq.com/community-plugins.html

使用方式可以参考官网地址:https://blog.rabbitmq.com/posts/2015/04/scheduling-messages-with-rabbitmq


3.1.安装DelayExchange插件

官方的安装指南地址为:https://blog.rabbitmq.com/posts/2015/04/scheduling-messages-with-rabbitmq

注意:如果用docker安装RabbitMQ的时候没有指定RabbitMQ插件的数据卷挂载,需要删除容器,重新创建RabbitMQ容器。或者重新拉取镜像再创建运行容器,参考如下:

拉取镜像:

docker pull rabbitmq:3.8-management

创建并运行mq容器

docker run \
 -e RABBITMQ_DEFAULT_USER=guest \
 -e RABBITMQ_DEFAULT_PASS=guest \
 -v rabbitmq-plugins:/plugins \
 --name rabbitmq \
 --hostname rabbitmq1 \
 -p 15672:15672 \
 -p 5672:5672 \
 -d \
 rabbitmq:3.8-management

rabbitmq-plugins:表示RbiitMQ在linux虚拟机上的插件数据卷挂载


3.1.1.下载插件

RabbitMQ有一个官方的插件社区,地址为:https://www.rabbitmq.com/community-plugins.html

其中包含各种各样的插件,包括我们要使用的DelayExchange插件,下载地址:https://github.com/rabbitmq/rabbitmq-delayed-message-exchange/releases
RabbitMQ(三) | 死信交换机、死信队列、TTL、延迟队列(安装DelayExchange插件)_第7张图片


3.1.2.上传插件

因为我们是基于Docker安装,所以需要先查看RabbitMQ的插件目录对应的数据卷。如果不是基于Docker的同学,请参考第一章部分,重新创建Docker容器。

我们之前设定的RabbitMQ的数据卷名称为rabbitmq-plugins,所以我们使用下面命令查看数据卷:

docker volume inspect rabbitmq-plugins

可以得到下面结果:
RabbitMQ(三) | 死信交换机、死信队列、TTL、延迟队列(安装DelayExchange插件)_第8张图片
接下来,将插件上传到这个目录即可


3.1.3.安装插件

最后就是安装了,需要进入MQ容器内部来执行安装。我的容器名为rabbitmq,所以执行下面命令:

docker exec -it rabbitmq bash

执行时,请将其中的 -it 后面的rabbitmq替换为你自己的容器名.

进入容器内部后,执行下面命令开启插件:

rabbitmq-plugins enable rabbitmq_delayed_message_exchange

结果如下:
RabbitMQ(三) | 死信交换机、死信队列、TTL、延迟队列(安装DelayExchange插件)_第9张图片


3.1.4.如果安装插件报错

RabbitMQ(三) | 死信交换机、死信队列、TTL、延迟队列(安装DelayExchange插件)_第10张图片

这里是插件版本跟RabbitMQ版本不对应导致的,因为我同时装了3.8和10.5的版本,大家如果有类似的问题,去下载对应的插件版本,将原来目录下的插件文件删除,上传新的插件文件即可。


3.2.DelayExchange原理

DelayExchange需要将一个交换机声明为delayed类型。当我们发送消息到delayExchange时,流程如下:

  • 接收消息
  • 判断消息是否具备x-delay属性
  • 如果有x-delay属性,说明是延迟消息,持久化到硬盘,读取x-delay值,作为延迟时间
  • 返回routing not found结果给消息发送者
  • x-delay时间到期后,重新投递消息到指定队列

3.3.使用DelayExchange

插件的使用也非常简单:声明一个交换机,交换机的类型可以是任意类型,只需要设定delayed属性为true即可,然后声明队列与其绑定即可。

1)声明DelayExchange交换机

基于注解方式(推荐)加入属性:delayed = “true”

@RabbitListener(bindings = @QueueBinding(
        value = @Queue(name = "delay.queue", durable = "true"),
        exchange = @Exchange(name = "delay.direct", delayed = "true"),
        key = "delay"
))
public void listenDelayExchange(String msg) {
    log.info("消费者接收到了delay.queue的延迟消息");
}

2)发送消息

发送消息时,一定要携带x-delay属性,指定延迟的时间:

@Test
public void testSendDelayMessage() throws InterruptedException {
    // 1.准备消息
    Message message = MessageBuilder
            .withBody("hello, ttl messsage".getBytes(StandardCharsets.UTF_8))
            .setDeliveryMode(MessageDeliveryMode.PERSISTENT)
            .setHeader("x-delay", 5000) // 指定x-delay属性
            .build();
    // 2.准备CorrelationData
    CorrelationData correlationData = new CorrelationData(UUID.randomUUID().toString());
    // 3.发送消息
    rabbitTemplate.convertAndSend("delay.direct", "delay", message, correlationData);
    log.info("发送消息成功");
}

3.4.总结

延迟队列插件的使用步骤包括哪些?

  • 声明一个交换机,添加delayed属性为true
  • 发送消息时,添加x-delay头,值为超时时间

注意:

在RabbitMQ中,消息过期时间必须是非负32为整数,即:0<=n<=2^32-1,单位(毫秒) 。2^32-1=4294967295 约等于49天左右。

所以RabbitMQ延迟消费极限时长为49天,如果设置的延迟时间超过这个数,则会被立即消费。若该时长不满足业务需求,则应该考虑不使用RabbitMQ作为延迟队列,使用其他的方法来实现定时或延迟任务。


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