RabbitMQ(二) | 消息可靠性(消息确认机制、消息持久化、消息重试机制)
RabbitMQ(二) | 消息可靠性(消息确认机制、消息持久化、消息重试机制)
- 消息可靠性
- 1.生产者消息确认
- 1.1.修改配置
- 1.2.定义Return回调
- 1.3.定义ConfirmCallback
- 2.消息持久化
- 2.1.交换机持久化
- 2.2.队列持久化
- 2.3.消息持久化
- 3.消费者消息确认
- 3.1.演示none模式
- 3.2.演示auto模式
- 3.3.演示manual模式(手动ack)
- 4.消费失败重试机制
- 4.1.本地重试
- 4.2.失败策略
- 5.总结
接上一篇:RabbitMQ(一) | MQ技术对比,以及对RabbitMQ五种消息模型的使用
消息可靠性
消息从发送,到消费者接收,会经历多个过程:
其中的每一步都可能导致消息丢失,常见的丢失原因包括:
- 发送时丢失:
- 生产者发送的消息未送达exchange
- 消息到达exchange后未到达queue
- MQ宕机,queue将消息丢失
- consumer接收到消息后未消费就宕机
针对这些问题,RabbitMQ分别给出了解决方案:
- 生产者确认机制
- mq持久化
- 消费者确认机制
- 失败重试机制
1.生产者消息确认
RabbitMQ提供了publisher confirm机制来避免消息发送到MQ过程中丢失。这种机制必须给每个消息指定一个唯一ID。消息发送到MQ以后,会返回一个结果给发送者,表示消息是否处理成功。
返回结果有两种方式:
- publisher-confirm,发送者确认
- 消息成功投递到交换机,返回ack
- 消息未投递到交换机,返回nack
- publisher-return,发送者回执
- 消息投递到交换机了,但是没有路由到队列。返回ACK,及路由失败原因。
- 消息投递到交换机了,但是没有路由到队列。返回ACK,及路由失败原因。
1.1.修改配置
首先,修改publisher服务中的application.yml文件,添加下面的内容:
spring:rabbitmq:publisher-confirm-type: correlatedpublisher-returns: truetemplate:mandatory: true
说明:
publish-confirm-type
:开启publisher-confirm,这里支持两种类型:simple
:同步等待confirm结果,直到超时correlated
:异步回调,定义ConfirmCallback,MQ返回结果时会回调这个ConfirmCallback
publish-returns
:开启publish-return功能,同样是基于callback机制,不过是定义ReturnCallbacktemplate.mandatory
:定义消息路由失败时的策略。true,则调用ReturnCallback;false:则直接丢弃消息
1.2.定义Return回调
每个RabbitTemplate只能配置一个ReturnCallback,因此需要在项目加载时配置:
修改publisher服务,在config文件目录下添加一个CommonConfig 类(自行创建):
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.springframework.amqp.rabbit.core.RabbitTemplate;
import org.springframework.beans.BeansException;
import org.springframework.context.ApplicationContext;
import org.springframework.context.ApplicationContextAware;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;@Slf4j
@Configuration
public class CommonConfig implements ApplicationContextAware {@Overridepublic void setApplicationContext(ApplicationContext applicationContext) throws BeansException {// 获取RabbitTemplateRabbitTemplate rabbitTemplate = applicationContext.getBean(RabbitTemplate.class);// 设置ReturnCallbackrabbitTemplate.setReturnCallback((message, replyCode, replyText, exchange, routingKey) -> {// 投递失败,记录日志log.error("消息发送失败,应答码{},原因{},交换机{},路由键{},消息{}",replyCode, replyText, exchange, routingKey, message.toString());// 如果有业务需要,可以重发消息});}
}
1.3.定义ConfirmCallback
ConfirmCallback可以在发送消息时指定,因为每个业务处理confirm成功或失败的逻辑不一定相同。
在publisher服务的cn.huangtu.mq.spring.SpringAmqpTest类中,定义一个单元测试方法:
public void testSendMessage2SimpleQueue() throws InterruptedException {// 1.消息体String message = "hello, spring amqp!";// 2.全局唯一的消息ID,需要封装到CorrelationData中CorrelationData correlationData = new CorrelationData(UUID.randomUUID().toString());// 3.添加callbackcorrelationData.getFuture().addCallback(result -> {if(result.isAck()){// 3.1.ack,消息成功log.debug("消息发送成功, ID:{}", correlationData.getId());}else{// 3.2.nack,消息失败log.error("消息发送失败, ID:{}, 原因{}",correlationData.getId(), result.getReason());}},ex -> log.error("消息发送异常, ID:{}, 原因{}",correlationData.getId(),ex.getMessage()));// 4.发送消息rabbitTemplate.convertAndSend("task.direct", "task", message, correlationData);// 休眠一会儿,等待ack回执Thread.sleep(2000);
}
2.消息持久化
生产者确认可以确保消息投递到RabbitMQ的队列中,但是消息发送到RabbitMQ以后,如果突然宕机,也可能导致消息丢失。
要想确保消息在RabbitMQ中安全保存,必须开启消息持久化机制。
- 交换机持久化
- 队列持久化
- 消息持久化
2.1.交换机持久化
在consumer服务中也定义一个CommonConfig类,完整代码如下:
import org.springframework.amqp.core.*;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;@Configuration
public class CommonConfig {@Beanpublic DirectExchange simpleDirect(){return new DirectExchange("simple.direct", true, false);}@Beanpublic Queue simpleQueue(){return QueueBuilder.durable("simple.queue").build();}@Beanpublic Binding simpleMessageBinding(){return BindingBuilder.bind(simpleQueue()).to(simpleDirect()).with("simple");}
}
RabbitMQ中交换机默认是非持久化的,mq重启后就丢失。
SpringAMQP中可以通过代码指定交换机持久化:
@Bean
public DirectExchange simpleExchange(){// 三个参数:交换机名称、是否持久化、当没有queue与其绑定时是否自动删除return new DirectExchange("simple.direct", true, false);
}
事实上,默认情况下,由SpringAMQP声明的交换机都是持久化的。
可以在RabbitMQ控制台看到持久化的交换机都会带上D
的标示:
2.2.队列持久化
RabbitMQ中队列默认是非持久化的,mq重启后就丢失。
SpringAMQP中可以通过代码指定交换机持久化:
@Bean
public Queue simpleQueue(){// 使用QueueBuilder构建队列,durable就是持久化的return QueueBuilder.durable("simple.queue").build();
}
事实上,默认情况下,由SpringAMQP声明的队列都是持久化的。
可以在RabbitMQ控制台看到持久化的队列都会带上D
的标示:
2.3.消息持久化
利用SpringAMQP发送消息时,可以设置消息的属性(MessageProperties),指定delivery-mode:
- 1:非持久化
- 2:持久化(MessageDeliveryMode.PERSISTENT)
在SpringAmqpTest类中指定:
@Test
public void testDurableMessage() {// 1.准备消息Message message = MessageBuilder.withBody("hello, rabbitmq".getBytes(StandardCharsets.UTF_8)).setDeliveryMode(MessageDeliveryMode.PERSISTENT).build();// 2.消息ID,封装到CorrelationData中CorrelationData correlationData = new CorrelationData(UUID.randomUUID().toString());// 3.发送消息rabbitTemplate.convertAndSend("simple.queue", message, correlationData);log.info("发送消息成功");
}
默认情况下,SpringAMQP发出的任何消息都是持久化的,不用特意指定。
3.消费者消息确认
RabbitMQ是阅后即焚机制,RabbitMQ确认消息被消费者消费后会立刻删除。
而RabbitMQ是通过消费者回执来确认消费者是否成功处理消息的:消费者获取消息后,应该向RabbitMQ发送ACK回执,表明自己已经处理消息。
设想这样的场景:
- 1)RabbitMQ投递消息给消费者
- 2)消费者获取消息后,返回ACK给RabbitMQ
- 3)RabbitMQ删除消息
- 4)消费者宕机,消息尚未处理
这样,消息就丢失了。因此消费者返回ACK的时机非常重要。
而SpringAMQP则允许配置三种确认模式:
• manual:手动ack,需要在业务代码结束后,调用api发送ack。
• auto:自动ack,由spring监测listener代码是否出现异常,没有异常则返回ack;抛出异常则返回nack
• none:关闭ack,MQ假定消费者获取消息后会成功处理,因此消息投递后立即被删除
由此可知:
- none模式下,消息投递是不可靠的,可能丢失
- auto模式类似事务机制,出现异常时返回nack,消息回滚到mq;没有异常,返回ack
- manual:自己根据业务情况,判断什么时候该ack
一般,我们都是使用默认的auto即可。
3.1.演示none模式
修改consumer服务的application.yml文件,添加下面内容:
spring:rabbitmq:listener:simple:acknowledge-mode: none # none:关闭ack auto:自动ack manual:手动ack
修改consumer服务的SpringRabbitListener类中的方法,模拟一个消息处理异常:
@RabbitListener(queues = "simple.queue")
public void listenSimpleQueue(String msg) {log.info("消费者接收到simple.queue的消息:【{}】", msg);// 模拟异常System.out.println(1 / 0);log.debug("消息处理完成!");
}
测试可以发现,当消息处理抛异常时,消息依然被RabbitMQ删除了。
3.2.演示auto模式
再次把确认机制修改为auto:
spring:rabbitmq:listener:simple:acknowledge-mode: auto # none:关闭ack auto:自动ack manual:手动ack
在异常位置打断点,再次发送消息,程序卡在断点时,可以发现此时消息状态为unack(未确定状态):
抛出异常后,因为Spring会自动返回nack,所以消息恢复至Ready状态,并且没有被RabbitMQ删除:
3.3.演示manual模式(手动ack)
手动应答:(注意这里使用的Channel是com.rabbitmq.client.Channel包下的,如果用amqp包下的会行不通)
Channel.basicAck(deliveryTag, false)
(用于肯定确认):RabbitMQ 已知道该消息成功被处理,可以将其丢弃了。
basic.ack方法为确认deliveryTag对应的消息,第二个参数是否确认多个消息channel.basicNack(deliveryTag, false, true)
(用于否定确认):
basic.nack方法为不确认deliveryTag对应的消息,第二个参数是否确认多个消息,第三个参数是否requeue,与basic.reject区别就是同时支持多个消息,可以nack该消费者先前接收未ack的所有消息。nack后的消息也会被自己消费到。channel.basicReject(deliveryTag, true)(用于否定确认)
:与 Channel.basicNack 相比少一个参数,不处理该消息了直接拒绝,可以将其丢弃了。
basic.reject方法拒绝deliveryTag对应的消息,第二个参数是否requeue,true则重新入队列,否则丢弃或者进入死信队列。该方法reject后,该消费者还是会消费到该条被reject的消息。channel.basicRecover(true)
:
basic.recover是否恢复消息到队列,参数是是否requeue,true则重新入队列,并且尽可能的将之前recover的消息投递给其他消费者消费,而不是自己再次消费。false则消息会重新被投递给自己。
再次把consumer服务的yml文件的确认机制修改为manual :
spring:rabbitmq:listener:simple:acknowledge-mode: manual # none:关闭ack auto:自动ack manual:手动ack
consumer服务的SpringRabbitListener类中新增listenSimpleQueue2方法
@RabbitListener(queues = "simple.queue")
public void listenSimpleQueue2(String msg, Message message, Channel channel) {System.out.println("消费者接收到simple.queue的消息:【" + msg + "】");long deliveryTag = message.getMessageProperties().getDeliveryTag();try {// 在这里做一些操作// ....// 模拟报错// System.out.println(1/0);// 手动ack 第一个参数是消息的标记,第二个参数代表是false 代表仅仅确认当前消息,为true表示确认之前所有的消息channel.basicAck(deliveryTag, false);} catch (Exception e) {try {// 告诉mq本条消息消费失败,消息重新入队
// channel.basicNack(deliveryTag, false, true);// 告诉mq本条消息消费失败,消息不重新入队,丢弃消息channel.basicNack(deliveryTag, false, false);} catch (IOException ex) {ex.printStackTrace();}} finally {try {channel.close();} catch (IOException e) {e.printStackTrace();} catch (TimeoutException e) {e.printStackTrace();}}log.info("消费者处理消息成功");
}
在publisher服务的SpringAmqpTest类中新增方法testSendMessageSimpleQueue3:
@Test
public void testSendMessageSimpleQueue3() throws InterruptedException {String routingKey = "simple";String message = "hello, spring amqp!";rabbitTemplate.convertAndSend("simple.direct", routingKey, message);
}
可根据测试要求放开对应的注释,观察RabbitMQ控制台的消息变化
4.消费失败重试机制
当消费者出现异常后,消息会不断requeue(重入队)到队列,再重新发送给消费者,然后再次异常,再次requeue,无限循环,导致mq的消息处理飙升,带来不必要的压力:
怎么办呢?
4.1.本地重试
我们可以利用Spring的retry机制,在消费者出现异常时利用本地重试,而不是无限制的requeue到mq队列。
修改consumer服务的application.yml文件,添加内容:
spring:rabbitmq:listener:simple:retry:enabled: true # 开启消费者失败重试initial-interval: 1000 # 初识的失败等待时长为1秒multiplier: 1 # 失败的等待时长倍数,下次等待时长 = multiplier * last-intervalmax-attempts: 3 # 最大重试次数stateless: true # true无状态;false有状态。如果业务中包含事务,这里改为false
重启consumer服务,重复之前的测试。可以发现:
- 在重试3次后,SpringAMQP会抛出异常AmqpRejectAndDontRequeueException,说明本地重试触发了
- 查看RabbitMQ控制台,发现消息被删除了,说明最后SpringAMQP返回的是ack,mq删除消息了
结论:
- 开启本地重试时,消息处理过程中抛出异常,不会requeue到队列,而是在消费者本地重试
- 重试达到最大次数后,Spring会返回ack,消息会被丢弃
4.2.失败策略
在之前的测试中,达到最大重试次数后,消息会被丢弃,这是由Spring内部机制决定的。
在开启重试模式后,重试次数耗尽,如果消息依然失败,则需要有MessageRecovery接口来处理,它包含三种不同的实现:
- RejectAndDontRequeueRecoverer:重试耗尽后,直接reject,丢弃消息。默认就是这种方式
- ImmediateRequeueMessageRecoverer:重试耗尽后,返回nack,消息重新入队
- RepublishMessageRecoverer:重试耗尽后,将失败消息投递到指定的交换机
比较优雅的一种处理方案是RepublishMessageRecoverer,失败后将消息投递到一个指定的,专门存放异常消息的队列,后续由人工集中处理。
1)在consumer服务中定义一个ErrorMessageConfig类处理失败消息的交换机和队列
@Bean
public DirectExchange errorMessageExchange(){return new DirectExchange("error.direct");
}
@Bean
public Queue errorQueue(){return new Queue("error.queue", true);
}
@Bean
public Binding errorBinding(Queue errorQueue, DirectExchange errorMessageExchange){return BindingBuilder.bind(errorQueue).to(errorMessageExchange).with("error");
}
2)在ErrorMessageConfig类中定义一个RepublishMessageRecoverer方法,关联队列和交换机
@Bean
public MessageRecoverer republishMessageRecoverer(RabbitTemplate rabbitTemplate){return new RepublishMessageRecoverer(rabbitTemplate, "error.direct", "error");
}
完整代码:
import org.springframework.amqp.core.Binding;
import org.springframework.amqp.core.BindingBuilder;
import org.springframework.amqp.core.DirectExchange;
import org.springframework.amqp.core.Queue;
import org.springframework.amqp.rabbit.core.RabbitTemplate;
import org.springframework.amqp.rabbit.retry.MessageRecoverer;
import org.springframework.amqp.rabbit.retry.RepublishMessageRecoverer;
import org.springframework.context.annotation.Bean;@Configuration
public class ErrorMessageConfig {@Beanpublic DirectExchange errorMessageExchange(){return new DirectExchange("error.direct");}@Beanpublic Queue errorQueue(){return new Queue("error.queue", true);}@Beanpublic Binding errorBinding(Queue errorQueue, DirectExchange errorMessageExchange){return BindingBuilder.bind(errorQueue).to(errorMessageExchange).with("error");}@Beanpublic MessageRecoverer republishMessageRecoverer(RabbitTemplate rabbitTemplate){return new RepublishMessageRecoverer(rabbitTemplate, "error.direct", "error");}
}
5.总结
如何确保RabbitMQ消息的可靠性?
- 开启生产者确认机制,确保生产者的消息能到达队列
- 开启持久化功能,确保消息未消费前在队列中不会丢失
- 开启消费者确认机制为auto,由spring确认消息处理成功后完成ack
- 开启消费者失败重试机制,并设置MessageRecoverer,多次重试失败后将消息投递到异常交换机,交由人工处理
下一篇: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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