缓存架构之借助消息中间件RabbitMQ实现Redis缓存实时更新实战演练
一、背景介绍
前面，我们花了大量的时间来介绍消息中间件RabbitMQ，讲了其基本使用，其可靠性传输，这些对我们的缓存架构有什么用呢，我们直接上图来分析下： 
我们要实现这部分功能，需要借助两个系统：
- 广告管理系统：生产广告的地方
- 缓存服务系统：消费广告的地方
这两个独立的系统又有着紧密的联系，一个是生产者，一个是消费者，我们如何建立这两个系统的联系呢，我们生产的广告，如何及时能通知你来获取呢？
通过RabbitMQ我们就建立了广告管理系统与缓存服务系统实时交互的桥梁。
二、核心功能介绍
1、广告管理系统
功能：生产广告，并将生产信息实时同步给RabbitMQ
1）添加依赖
org.springframework.boot
spring-boot-starter-amqp
${spring-boot.version}
org.codehaus.janino
janino
2.7.8
javax.mail
mail
1.4.7
2）基本配置
@Configuration
public class RabbitConfig {
public final static String queueName = "ad_queue";
}
spring.rabbitmq.host=localhost
spring.rabbitmq.port=5672
spring.rabbitmq.username=guest
spring.rabbitmq.password=guest
3）生产者消息确认机制
# 开启发送确认
spring.rabbitmq.publisher-confirms=true
# 开启发送失败退回
spring.rabbitmq.publisher-returns=true
4）发送消息
@Component
public class Sender implements RabbitTemplate.ConfirmCallback, RabbitTemplate.ReturnCallback{
private static Map map = new ConcurrentHashMap<>();
private final Logger emailLogger = LoggerFactory.getLogger("emailLogger");
@Autowired
private RabbitTemplate rabbitTemplate;
public void send(String routingKey, String content) {
this.rabbitTemplate.setMandatory(true);
this.rabbitTemplate.setConfirmCallback(this);
this.rabbitTemplate.setReturnCallback(this);
this.rabbitTemplate.setRoutingKey(routingKey);
//这样我们就能知道，发送失败的是哪条消息了
this.rabbitTemplate.correlationConvertAndSend(content, new CorrelationData(content));
// this.rabbitTemplate.convertAndSend(routingKey, content);
}
/**
* 确认后回调:
* @param correlationData
* @param ack
* @param cause
*/
@Override
public void confirm(CorrelationData correlationData, boolean ack, String cause) {
if (!ack) {
/**
* 我们这里仅通过打印日志、发送邮件来预警，并没有实现自动重试机制：
* 1、将发送失败重新发送到一个队列中：fail-queue，然后可以定时对这些消息进行重发
* 2、在本地定义一个缓存map对象，定时进行重发
* 3、为了更安全，可以将所有发送的消息保存到db中，并设置一个状态(是否发送成功)，定时扫描检查是否存在未成功发送的信息
* 这块知识，我们后期讲"分布式事务"的时候，在深入讲解这块内容
*/
emailLogger.error("send ack fail, cause = {}, correlationData = {}", cause, correlationData.getId());
} else {
System.out.println("send ack success");
}
}
/**
* 失败后return回调：
*
* @param message
* @param replyCode
* @param replyText
* @param exchange
* @param routingKey
*/
@Override
public void returnedMessage(Message message, int replyCode, String replyText, String exchange, String routingKey) {
emailLogger.error("send fail return-message = " + new String(message.getBody()) + ", replyCode: " + replyCode + ", replyText: " + replyText + ", exchange: " + exchange + ", routingKey: " + routingKey);
String str = new String(message.getBody());
retrySend(str, 3);
}
private void retrySend(String content, int retryTime){
if(map.containsKey(content)){
int count = map.get(content);
count++;
map.put(content, count);
} else {
map.put(content, 1);
}
if(map.get(content) <= retryTime) {
send(RabbitConfig.queueName, content);
}
}
}
2、缓存服务系统
功能：实时监听RabbitMQ，根据通知信息，拉取相应的广告，并刷入redis
1）添加依赖
org.springframework.boot
spring-boot-starter-amqp
${spring-boot.version}
org.codehaus.janino
janino
2.7.8
javax.mail
mail
1.4.7
2）基本配置
@Configuration
public class RabbitConfig {
public final static String queueName = "ad_queue";
/**
* 死信队列：
*/
public final static String deadQueueName = "ad_dead_queue";
public final static String deadRoutingKey = "ad_dead_routing_key";
public final static String deadExchangeName = "ad_dead_exchange";
/**
* 死信队列 交换机标识符
*/
public static final String DEAD_LETTER_QUEUE_KEY = "x-dead-letter-exchange";
/**
* 死信队列交换机绑定键标识符
*/
public static final String DEAD_LETTER_ROUTING_KEY = "x-dead-letter-routing-key";
@Bean
public Queue helloQueue() {
//将普通队列绑定到私信交换机上
Map args = new HashMap<>(2);
args.put(DEAD_LETTER_QUEUE_KEY, deadExchangeName);
args.put(DEAD_LETTER_ROUTING_KEY, deadRoutingKey);
Queue queue = new Queue(queueName, true, false, false, args);
return queue;
}
/**
* 死信队列：
*/
@Bean
public Queue deadQueue() {
Queue queue = new Queue(deadQueueName, true);
return queue;
}
@Bean
public DirectExchange deadExchange() {
return new DirectExchange(deadExchangeName);
}
@Bean
public Binding bindingDeadExchange(Queue deadQueue, DirectExchange deadExchange) {
return BindingBuilder.bind(deadQueue).to(deadExchange).with(deadRoutingKey);
}
}
spring.rabbitmq.host=localhost
spring.rabbitmq.port=5672
spring.rabbitmq.username=guest
spring.rabbitmq.password=guest
3）消费者消息确认机制
# 开启ACK
spring.rabbitmq.listener.simple.acknowledge-mode=manual
4）接收消息
@Component
@RabbitListener(queues = RabbitConfig.queueName)
public class Receiver {
private Logger logger = LoggerFactory.getLogger(Receiver.class);
private final Logger emailLogger = LoggerFactory.getLogger("emailLogger");
@Resource
UpdateRedisServiceImpl updateRedisService;
@RabbitHandler
public void process(String content, Channel channel, Message message) {
logger.info("handle msg begin = {}", content);
AdMessage adMessage = JSON.parseObject(content, AdMessage.class);
Long id = adMessage.getId();
int retryTimes = 0;
while (retryTimes < 5) {
//消费者做幂等处理(当然这只是对单台机器而言没有问题，如果是分布式集群环境，这种是不行的，后续我们会继续优化这块)：防止相同类型的广告id更新问题
synchronized (AdLock.cacheLock) {
//更新redis数据：
if(!updateRedisService.updateRedis(id)){
retryTimes++;
}
}
break;
}
if (retryTimes >= 3) {
//当有多次更新失败的时候，发送邮件通知：
emailLogger.error("处理MQ[" + content + "]失败[" + retryTimes + "]次");
}
try {
if (retryTimes >= 5) {
//当有很多次更新失败的时候，丢弃这条消息或者发送到死信队列中
channel.basicNack(message.getMessageProperties().getDeliveryTag(), false,false);
}else {
//告诉服务器收到这条消息 已经被我消费了 可以在队列删掉；否则消息服务器以为这条消息没处理掉 后续还会在发
channel.basicAck(message.getMessageProperties().getDeliveryTag(),false);
}
} catch (Exception e){
logger.error("消息确认失败", e);
}
logger.info("handle msg finished = {}", content);
}
}
三、实战演练
代码仓库：https://gitee.com/jikeh/JiKeHCN-RELEASE.git
1、广告管理系统：生产者发送消息通知到RabbitMQ
场景分析：新建/更新广告的时候，消息发送是否正常 项目名：spring-boot-ad
1）正常
管控台，检查RabbitMQ是否正常收到消息
2）异常
-
消息重试机制
-
发送预警邮件
2、广告缓存服务系统：消费者接收消息并刷新到redis
场景分析：新建/更新广告的时候，消息接收是否正常 项目名：spring-boot-rabbitmq-reliability-redis
1）正常
- 管控台，- 检查RabbitMQ是非正常消费
- redis是否存在数据
2）异常
-
消息重试机制
-
发送预警邮件
-
发送到死信队列
四、预告
这节课我们讲的异常处理不太完善，下次课我们将使用延迟队列来处理异常消息
延迟队列应用场景也是很广的，请持续关注，下次分享
更多内容，请关注：
头条号：极客慧
