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

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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）

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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：

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：

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：

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。

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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。

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。

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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

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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);
}

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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。

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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

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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

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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

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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

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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：

接下来，将插件上传到这个目录即可

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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：

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3.1.4.如果安装插件报错

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。

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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

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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");
}

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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

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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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下一篇：RabbitMQ（四） | 惰性队列 - 解决消息堆积问题

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