微服务高级篇（五）：可靠消息服务

---

一、消息队列MQ存在的问题？

1. 消息的可靠性问题：如何确保发送的消息至少被消费一次
2. 延迟消息问题：如何实现消息的延迟投递
3. 消息堆积问题：如何解决数百万消息堆积，无法及时消费的问题
4. 高可用问题：如何避免单点的MQ故障而导致的不可用问题

二、如何保证 消息可靠性 ？

2.1 生产者消息确认【对生产者配置】

演示：前提RabbitMQ有一个交换机amq.topic，队列simple.queue，并且二者绑定bind了rountingKey为simple.#

CommonConfig.java

@Slf4j
@Configuration
public class CommonConfig implements ApplicationContextAware {

    @Override
    public void setApplicationContext(ApplicationContext applicationContext) throws BeansException {
        // 获取RabbitTemplate对象
        RabbitTemplate rabbitTemplate = applicationContext.getBean(RabbitTemplate.class);
        // 配置ReturnCallback
        rabbitTemplate.setReturnCallback((message, replyCode, replyText, exchange, routingKey) -> {
            // 判断是否是延迟消息
            Integer receivedDelay = message.getMessageProperties().getReceivedDelay();
            if (receivedDelay != null && receivedDelay > 0) {
                // 是一个延迟消息，忽略这个错误提示
                return;
            }
            // 记录日志
            log.error("消息发送到队列失败。响应码：{}, 失败原因：{}, 交换机: {}, 路由key：{}, 消息: {}",
                    replyCode, replyText, exchange, routingKey, message.toString());
            // 如果有需要的话，重发消息
        });
    }
}
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23

测试类：

    @Autowired
    private RabbitTemplate rabbitTemplate;

    @Test
    public void testSendMessage2SimpleQueue() throws InterruptedException {
        // 1.准备消息
        String message = "hello, spring amqp!";
        // 2.准备CorrelationData
        // 2.1.消息ID
        CorrelationData correlationData = new CorrelationData(UUID.randomUUID().toString());
        // 2.2.准备ConfirmCallback
        correlationData.getFuture().addCallback(result -> { // 1）成功回调
            // 判断结果
            if (result.isAck()) {
                // ACK
                log.debug("消息成功投递到交换机！消息ID: {}", correlationData.getId());
            } else {
                // NACK
                log.error("消息投递到交换机失败！消息ID：{}", correlationData.getId());
                // 重发消息
            }
        }, ex -> { // 2）失败回调
            // 记录日志
            log.error("消息发送失败！", ex);
            // 重发消息
        });
        // 3.发送消息
        rabbitTemplate.convertAndSend("amq.topic", "simple.test", message, correlationData);
    }
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29

此时结果为：

22:28:57:420 DEBUG 9600 --- [07.236.163:5672] cn.itcast.mq.spring.SpringAmqpTest       : 消息成功投递到交换机！消息ID: 06e7f233-d126-4c23-8499-547869e7a9b6
1

当rabbitTemplate.convertAndSend("aaaaamq.topic", "simple.test", message, correlationData);，此时结果为：

22:42:30:013 ERROR 18652 --- [nectionFactory1] cn.itcast.mq.spring.SpringAmqpTest       : 消息投递到交换机失败！消息ID：4b3d6575-03bc-4473-a343-5c8ef30c6496
1

当rabbitTemplate.convertAndSend("amq.topic", "aaa.simple.test", message, correlationData);，此时结果为：

22:28:57:420 DEBUG 9600 --- [07.236.163:5672] cn.itcast.mq.spring.SpringAmqpTest       : 消息成功投递到交换机！消息ID: 06e7f233-d126-4c23-8499-547869e7a9b6
22:28:57:424 ERROR 9600 --- [nectionFactory1] cn.itcast.mq.config.CommonConfig         : 消息发送到队列失败。响应码：312, 失败原因：NO_ROUTE, 交换机: amq.topic, 路由key：a.simple.test, 消息: (Body:'hello, spring amqp!' MessageProperties [headers={spring_returned_message_correlation=06e7f233-d126-4c23-8499-547869e7a9b6}, contentType=text/plain, contentEncoding=UTF-8, contentLength=0, receivedDeliveryMode=PERSISTENT, priority=0, deliveryTag=0])
1
2

2.2 消息持久化

当通过docker restart mq重启RabbitMQ发现，之前设置的队列都被清理了，因此需要做消息的持久化。

下面交换机与队列的持久化在消费者中进行配置，消息的持久化在生产者中配置：

其实Spring默认消息是持久化的，无需专门设置，所以按照之前的写法也行。

2.3 消费者消息确认【对消费者配置】

消费者也需要进行消息的确认，当无异常时，会发送ack回执；当有异常时，会发出nack回执，告诉生产者我这里有异常，你再发送一遍消息。
下面三种方式最常使用的时自动auto生成回执。

如果利用auto机制，消费者有异常时，会发出nack回执，告诉生产者我这里有异常，生产者会发送消息，再异常再发，导致压力倍增。下面一节将处理这个问题。

2.4 消费失败重试机制

演示：

2.5 消费者失败消息处理策略

上述消费者本地重试消息失败后，默认消息会被丢弃，其实还有其他方式。

最常用的是RepublisjMessageRecover：将失败消息给专门处理失败消息的交换机和队列，然后人工处理其消息

/**
 * 处理异常消息的交换机和队列
 */
@Configuration
public class ErrorMessageConfig {

    // 处理异常消息的交换机
    @Bean
    public DirectExchange errorMessageExchange(){
        return new DirectExchange("error.direct");
    }

    // 处理异常消息的队列
    @Bean
    public Queue errorQueue(){
        return new Queue("error.queue");
    }

    // 交换机和队列的绑定
    @Bean
    public Binding errorMessageBinding(){
        return BindingBuilder.bind(errorQueue()).to(errorMessageExchange()).with("error");
    }

    // 消费者失败消息处理策略:
    // republishMessageRecoverer方式
    @Bean
    public MessageRecoverer republishMessageRecoverer(RabbitTemplate rabbitTemplate){
        return new RepublishMessageRecoverer(rabbitTemplate, "error.direct", "error");
    }
}

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32

2.6 总结

如何确保RabbitMQ消息的可靠性？

1. 开启生产者确认机制，确保生产者的消息能到达队列
2. 开启持久化功能，确保消息未消费前在队列中不会丢失
3. 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
4. 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

三、处理延迟消息？死信交换机

3.1 死信交换机概念

死信交换机看似与上一节的失败交换机类似，但失败交换机是由消费者将失败消息投递给交换机，而死信交换机模式是由队列将消息投递给死信交换机。

3.2 TTL

TTL，也就是Time-To-Live。如果一个队列中的消息TTL结束仍未消费，则会变为死信，ttl超时分为两种情况:

1）消息所在的队列设置了存活时间

2）消息本身设置了存活时间

下面实现两个交换机队列：TTL交换机队列，死信交换机队列

1.在cunsumer中指定TTL交换机队列（超时时间为10秒），死信交换机队列

@Configuration
public class TTLMessageConfig {

    // TTL交换机
    @Bean
    public DirectExchange ttlDirectExchange(){
        return new DirectExchange("ttl.direct");
    }

    // TTL队列
    @Bean
    public Queue ttlQueue(){
        return QueueBuilder
                .durable("ttl.queue")
                .ttl(10000)   // 队列的超时时间为10秒
                .deadLetterExchange("dl.direct") // 死信交换机
                .deadLetterRoutingKey("dl") // 死信交换机的rountingKey
                .build();
    }

    @Bean
    public Binding ttlBinding(){
        return BindingBuilder.bind(ttlQueue()).to(ttlDirectExchange()).with("ttl");
    }
}
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25

@Slf4j
@Component
public class SpringRabbitListener {
    /**
     * 指定死信交换机、队列、绑定rountingKey值
     * @param msg
     */
    @RabbitListener(bindings = @QueueBinding(
            value = @Queue(name = "dl.queue", durable = "true"),
            exchange = @Exchange(name = "dl.direct"),
            key = "dl"
    ))
    public void listenDlQueue(String msg) {
        log.info("消费者接收到了dl.queue的延迟消息");
    }
}
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16

2.在publisher中编写测试类，发送一个超时时间为5秒的消息

    /**
     * 演示死信交换机：
     * 发送一个TTL超时时间为5秒的消息
     */
    @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")
                .build();
        // 2.发送消息
        rabbitTemplate.convertAndSend("ttl.direct", "ttl", message);
        // 3.记录日志
        log.info("消息已经成功发送！");
    }
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17

3.启动消费者和生产者，发现生产者发送消息5秒后消费者才接受到，可以得出结论：取TTL队列和TTL消息中超时时间短的发送给死信交换机。

生产者的日志：
10:38:55:766  INFO 13084 --- [           main] cn.itcast.mq.spring.SpringAmqpTest       : 消息已经成功发送！


消费者的日志：
10:39:00:807  INFO 14876 --- [ntContainer#0-1] c.i.mq.listener.SpringRabbitListener     : 消费者接收到了dl.queue的延迟消息
1
2
3
4
5
6

总结：

1.消息超时的两种方式是？

• 1）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
• 2）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
• 3）两者共存时，以时间短的ttl为准

2.如何实现发送一个消息20秒后消费者才收到消息？

• 1）给消息的目标队列指定死信交换机
• 2）消费者监听与死信交换机绑定的队列
• 3）发送消息时给消息设置ttl为20秒

3.3 延迟队列 Delay Queue

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

3.3.1 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

上述文档是基于linux原生安装RabbitMQ，然后安装插件。

因为我们之前是基于Docker安装RabbitMQ，所以下面我们会讲解基于Docker来安装RabbitMQ插件。

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：

大家可以去对应的GitHub页面下载3.8.9版本的插件，地址为https://github.com/rabbitmq/rabbitmq-delayed-message-exchange/releases/tag/3.8.9这个对应RabbitMQ的3.8.5以上版本。

课前资料也提供了下载好的插件：rabbitmq_delayed_message_exchange-3.8.9-0199d11c.ez

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mq-plugins，所以我们使用下面命令查看数据卷：

docker volume inspect mq-plugins
1

可以得到下面结果：

[root@iZ2ze1r1nnqykr8zfme6cjZ tmp]# docker volume inspect mq-plugins
[
    {
        "CreatedAt": "2024-03-26T11:02:23+08:00",
        "Driver": "local",
        "Labels": null,
        "Mountpoint": "/var/lib/docker/volumes/mq-plugins/_data",
        "Name": "mq-plugins",
        "Options": null,
        "Scope": "local"
    }
]
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12

接下来，将插件上传到这个目录即可：Mountpoint目录下

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mq，所以执行下面命令：

docker exec -it mq bash
1

执行时，请将其中的 -it 后面的mq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
1

结果如下：

Enabling plugins on node rabbit@mq1:
rabbitmq_delayed_message_exchange
The following plugins have been configured:
  rabbitmq_delayed_message_exchange
  rabbitmq_management
  rabbitmq_management_agent
  rabbitmq_prometheus
  rabbitmq_web_dispatch
Applying plugin configuration to rabbit@mq1...
The following plugins have been enabled:
  rabbitmq_delayed_message_exchange

started 1 plugins.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13

最后通过exit命令退出容器

4. 使用插件

DelayExchange插件的原理是对官方原生的Exchange做了功能的升级:

• 将DelayExchange接受到的消息暂存在内存中(官方的Exchange是无法存储消息的)。
• 在DelayExchange中计时，超时后才投递消息到队列中

1）如何创建一个延迟交换机？

在RabbitMQ的管理平台声明一个DelayExchange:

2）如何发送一个延迟消息？

消息的延迟时间需要在发送消息的时候指定:

3.3.2 SpringAMQP使用延迟队列插件

演示：在消费者consumer声明延迟交换机，有两种方式：


然后在发布者publisher发送一个延迟消息，添加一个x-delay

测试发现报错，解释：理论上消息到达了交换机会立即将消息转发出去，而延迟交换机会将消息保存下来，等时间到后再转发消息，因此在等待的时间会返回给发布者一个未到达队列的错误。

生产者的日志：
11:25:22:536  INFO 5756 --- [           main] cn.itcast.mq.spring.SpringAmqpTest       : 发送消息成功
11:25:22:552 ERROR 5756 --- [nectionFactory1] cn.itcast.mq.config.CommonConfig         : 消息发送到队列失败。响应码：312, 失败原因：NO_ROUTE, 交换机: delay.direct, 路由key：delay, 消息: (Body:'[B@5f1dfcce(byte[19])' MessageProperties [headers={spring_returned_message_correlation=c411ed18-e4ea-44e0-add9-0d867bbbf282}, contentType=application/octet-stream, contentLength=0, receivedDeliveryMode=PERSISTENT, priority=0, receivedDelay=5000, deliveryTag=0])

Process finished with exit code 0

消费者的日志：
11:25:27:556  INFO 2612 --- [ntContainer#2-1] c.i.mq.listener.SpringRabbitListener     : 消费者接收到了delay.queue的延迟消息
1
2
3
4
5
6
7
8

这里我们修改发布者的ReturnCallback，添加逻辑忽略延迟消息。

@Slf4j
@Configuration
public class CommonConfig implements ApplicationContextAware {

    @Override
    public void setApplicationContext(ApplicationContext applicationContext) throws BeansException {
        // 获取RabbitTemplate对象
        RabbitTemplate rabbitTemplate = applicationContext.getBean(RabbitTemplate.class);
        // 配置ReturnCallback
        rabbitTemplate.setReturnCallback((message, replyCode, replyText, exchange, routingKey) -> {
            // 判断是否是延迟消息
            Integer receivedDelay = message.getMessageProperties().getReceivedDelay();
            if (receivedDelay != null && receivedDelay > 0) {
                // 是一个延迟消息，忽略这个错误提示
                return;
            }
            // 记录日志
            log.error("消息发送到队列失败。响应码：{}, 失败原因：{}, 交换机: {}, 路由key：{}, 消息: {}",
                    replyCode, replyText, exchange, routingKey, message.toString());
            // 如果有需要的话，重发消息
        });
    }
}
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23

最后结果如下：

生产者的日志：
[delegate=amqp://itcast@39.107.236.163:5672/, localPort= 55991]
11:19:50:778  INFO 18824 --- [           main] cn.itcast.mq.spring.SpringAmqpTest       : 发送消息成功


消费者的日志：
11:19:55:816  INFO 13184 --- [ntContainer#2-1] c.i.mq.listener.SpringRabbitListener     : 消费者接收到了delay.queue的延迟消息
1
2
3
4
5
6
7

四、处理消息堆积问题？惰性队列

4.1 消息堆积问题

当生产者发送消息的速度超过了消费者处理消息的速度，就会导致队列中的消息堆积，直到队列存储消息达到上限。最早接收到的消息，可能就会成为死信，会被丢弃，这就是消息堆积问题。

解决消息堆积有三种种思路:

• 增加更多消费者，提高消费速度
• 在消费者内开启线程池加快消息处理速度
• 扩大队列容积，提高堆积上限

4.2 惰性队列 Lazy Queue

从RabbitMQ的3.6.0版本开始，就增加了Lazy Queues的概念，也就是惰性队列。惰性队列的特征如下:

• 接收到消息后直接存入磁盘而非内存
• 消费者要消费消息时才会从磁盘中读取并加载到内存
• 支持数百万条的消息存储

设置一个队列为惰性队列的方法？

方法一：只需要在声明队列时，指定x-queue-mode属性为lazy即可。可以通过命令行将一个运行中的队列修改为惰性队列:

方法二：使用SpringAMQP声明惰性队列：

演示：定义两个队列，惰性队列和普通队列，分别发送一百万条消息，看内存和磁盘情况

/**
 * 惰性队列
 */
@Configuration
public class LazyConfig {

    // 惰性队列
    @Bean
    public Queue lazyQueue() {
        return QueueBuilder.durable("lazy.queue")
                .lazy()
                .build();
    }

    // 普通队列
    @Bean
    public Queue normalQueue() {
        return QueueBuilder.durable("normal.queue")
                .build();
    }
}
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21

惰性队列：消息全在磁盘中

    /**
     * 演示惰性队列：
     * 发送一百万条消息
     */
    @Test
    public void testLazyQueue() throws InterruptedException {
        long b = System.nanoTime();
        for (int i = 0; i < 1000000; i++) {
            // 1.准备消息
            Message message = MessageBuilder
                    .withBody("hello, Spring".getBytes(StandardCharsets.UTF_8))
                    .setDeliveryMode(MessageDeliveryMode.NON_PERSISTENT)
                    .build();
            // 2.发送消息
            rabbitTemplate.convertAndSend("lazy.queue", message);
        }
        long e = System.nanoTime();
        System.out.println(e - b);
    }
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19

普通队列：消息再磁盘和内存中

    /**
     * 演示普通队列：
     * 发送一百万条消息
     */
    @Test
    public void testNormalQueue() throws InterruptedException {
        long b = System.nanoTime();
        for (int i = 0; i < 1000000; i++) {
            // 1.准备消息
            Message message = MessageBuilder
                    .withBody("hello, Spring".getBytes(StandardCharsets.UTF_8))
                    .setDeliveryMode(MessageDeliveryMode.NON_PERSISTENT)
                    .build();
            // 2.发送消息
            rabbitTemplate.convertAndSend("normal.queue", message);
        }
        long e = System.nanoTime();
        System.out.println(e - b);
    }
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19

五、高可用性：MQ集群

5.1 集群分类

在RabbitMQ的官方文档中，讲述了两种集群的配置方式：

• 普通模式：普通模式集群不进行数据同步，每个MQ都有自己的队列、数据信息（其它元数据信息如交换机等会同步）。例如我们有2个MQ：mq1，和mq2，如果你的消息在mq1，而你连接到了mq2，那么mq2会去mq1拉取消息，然后返回给你。如果mq1宕机，消息就会丢失。
• 镜像模式：与普通模式不同，队列会在各个mq的镜像节点之间同步，因此你连接到任何一个镜像节点，均可获取到消息。而且如果一个节点宕机，并不会导致数据丢失。不过，这种方式增加了数据同步的带宽消耗。

5.2 普通集群

接下来，我们看看如何安装RabbitMQ的集群。

5.2.1 部署

我们先来看普通模式集群，我们的计划部署3节点的mq集群：记得云服务器要暴露15672、5672、8081-8083、8071-8073端口

集群中的节点标示默认都是：rabbit@[hostname]，因此以上三个节点的名称分别为：

• rabbit@mq1
• rabbit@mq2
• rabbit@mq3

5.2.2 获取cookie

RabbitMQ底层依赖于Erlang，而Erlang虚拟机就是一个面向分布式的语言，默认就支持集群模式。集群模式中的每个RabbitMQ 节点使用 cookie 来确定它们是否被允许相互通信。

要使两个节点能够通信，它们必须具有相同的共享秘密，称为Erlang cookie。cookie 只是一串最多 255 个字符的字母数字字符。

每个集群节点必须具有相同的 cookie。实例之间也需要它来相互通信。

我们先在之前启动的mq容器中获取一个cookie值，作为集群的cookie。执行下面的命令：

docker exec -it mq cat /var/lib/rabbitmq/.erlang.cookie
1

可以看到cookie值如下：

JBIXBEJBTRPDPHPGGZJV
1

接下来，停止并删除当前的mq容器，我们重新搭建集群。

docker rm -f mq

# 清理数据卷
docker volume prune
1
2
3
4

5.2.3 准备集群配置

在/tmp目录新建一个配置文件 rabbitmq.conf：

cd /tmp
# 创建文件
touch rabbitmq.conf
1
2
3

文件内容如下：

loopback_users.guest = false
listeners.tcp.default = 5672
cluster_formation.peer_discovery_backend = rabbit_peer_discovery_classic_config
cluster_formation.classic_config.nodes.1 = rabbit@mq1
cluster_formation.classic_config.nodes.2 = rabbit@mq2
cluster_formation.classic_config.nodes.3 = rabbit@mq3
1
2
3
4
5
6

再创建一个文件，记录cookie

cd /tmp
# 创建cookie文件
touch .erlang.cookie
# 写入cookie
echo "JBIXBEJBTRPDPHPGGZJV" > .erlang.cookie
# 修改cookie文件的权限
chmod 600 .erlang.cookie
1
2
3
4
5
6
7

准备三个目录,mq1、mq2、mq3：

cd /tmp
# 创建目录
mkdir mq1 mq2 mq3
1
2
3

然后拷贝rabbitmq.conf、cookie文件到mq1、mq2、mq3：

# 进入/tmp
cd /tmp
# 拷贝
cp rabbitmq.conf mq1
cp rabbitmq.conf mq2
cp rabbitmq.conf mq3
cp .erlang.cookie mq1
cp .erlang.cookie mq2
cp .erlang.cookie mq3
1
2
3
4
5
6
7
8
9

5.2.4 启动集群

创建一个网络：

docker network create mq-net
1

运行命令

docker run -d --net mq-net \
-v ${PWD}/mq1/rabbitmq.conf:/etc/rabbitmq/rabbitmq.conf \
-v ${PWD}/.erlang.cookie:/var/lib/rabbitmq/.erlang.cookie \
-e RABBITMQ_DEFAULT_USER=itcast \
-e RABBITMQ_DEFAULT_PASS=123321 \
--name mq1 \
--hostname mq1 \
-p 8071:5672 \
-p 8081:15672 \
rabbitmq:3.8-management
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

docker run -d --net mq-net \
-v ${PWD}/mq2/rabbitmq.conf:/etc/rabbitmq/rabbitmq.conf \
-v ${PWD}/.erlang.cookie:/var/lib/rabbitmq/.erlang.cookie \
-e RABBITMQ_DEFAULT_USER=itcast \
-e RABBITMQ_DEFAULT_PASS=123321 \
--name mq2 \
--hostname mq2 \
-p 8072:5672 \
-p 8082:15672 \
rabbitmq:3.8-management
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

docker run -d --net mq-net \
-v ${PWD}/mq3/rabbitmq.conf:/etc/rabbitmq/rabbitmq.conf \
-v ${PWD}/.erlang.cookie:/var/lib/rabbitmq/.erlang.cookie \
-e RABBITMQ_DEFAULT_USER=itcast \
-e RABBITMQ_DEFAULT_PASS=123321 \
--name mq3 \
--hostname mq3 \
-p 8073:5672 \
-p 8083:15672 \
rabbitmq:3.8-management
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

输入ip地址:8082，可以3个集群都能看到

5.2.5 测试

在mq1这个节点上添加一个队列：

如图，在mq2和mq3两个控制台也都能看到：

1. 数据共享测试

点击这个队列，进入管理页面：

然后利用控制台发送一条消息到这个队列：

结果在mq2、mq3上都能看到这条消息：

2. 可用性测试

我们让其中一台节点mq1宕机：

docker stop mq1
1

然后登录mq2或mq3的控制台，发现simple.queue也不可用了：

说明数据并没有拷贝到mq2和mq3。

5.3 镜像集群

在刚刚的案例中，一旦创建队列的主机宕机，队列就会不可用。不具备高可用能力。如果要解决这个问题，必须使用官方提供的镜像集群方案。

官方文档地址：https://www.rabbitmq.com/ha.html

5.3.1 镜像模式的特征

默认情况下，队列只保存在创建该队列的节点上。而镜像模式下，创建队列的节点被称为该队列的主节点，队列还会拷贝到集群中的其它节点，也叫做该队列的镜像节点。

但是，不同队列可以在集群中的任意节点上创建，因此不同队列的主节点可以不同。甚至，一个队列的主节点可能是另一个队列的镜像节点。

用户发送给队列的一切请求，例如发送消息、消息回执默认都会在主节点完成，如果是从节点接收到请求，也会路由到主节点去完成。镜像节点仅仅起到备份数据作用。

当主节点接收到消费者的ACK时，所有镜像都会删除节点中的数据。

总结如下：

• 镜像队列结构是一主多从（从就是镜像）
• 所有操作都是主节点完成，然后同步给镜像节点
• 主宕机后，镜像节点会替代成新的主（如果在主从同步完成前，主就已经宕机，可能出现数据丢失）
• 不具备负载均衡功能，因为所有操作都会有主节点完成（但是不同队列，其主节点可以不同，可以利用这个提高吞吐量）

5.3.2 镜像模式的配置

镜像模式的配置有3种模式：

这里我们以rabbitmqctl命令作为案例来讲解配置语法。

语法示例：

1. exactly模式

rabbitmqctl set_policy ha-two "^two\." '{"ha-mode":"exactly","ha-params":2,"ha-sync-mode":"automatic"}'
1

• rabbitmqctl set_policy：固定写法
• ha-two：策略名称，自定义
• "^two\."：匹配队列的正则表达式，符合命名规则的队列才生效，这里是任何以two.开头的队列名称
• '{"ha-mode":"exactly","ha-params":2,"ha-sync-mode":"automatic"}': 策略内容
  • "ha-mode":"exactly"：策略模式，此处是exactly模式，指定副本数量
  • "ha-params":2：策略参数，这里是2，就是副本数量为2，1主1镜像
  • "ha-sync-mode":"automatic"：同步策略，默认是manual，即新加入的镜像节点不会同步旧的消息。如果设置为automatic，则新加入的镜像节点会把主节点中所有消息都同步，会带来额外的网络开销

2. all模式

rabbitmqctl set_policy ha-all "^all\." '{"ha-mode":"all"}'
1

• ha-all：策略名称，自定义
• "^all\."：匹配所有以all.开头的队列名
• '{"ha-mode":"all"}'：策略内容
  • "ha-mode":"all"：策略模式，此处是all模式，即所有节点都会称为镜像节点

3. nodes模式

rabbitmqctl set_policy ha-nodes "^nodes\." '{"ha-mode":"nodes","ha-params":["rabbit@nodeA", "rabbit@nodeB"]}'
1

• rabbitmqctl set_policy：固定写法
• ha-nodes：策略名称，自定义
• "^nodes\."：匹配队列的正则表达式，符合命名规则的队列才生效，这里是任何以nodes.开头的队列名称
• '{"ha-mode":"nodes","ha-params":["rabbit@nodeA", "rabbit@nodeB"]}': 策略内容
  • "ha-mode":"nodes"：策略模式，此处是nodes模式
  • "ha-params":["rabbit@mq1", "rabbit@mq2"]：策略参数，这里指定副本所在节点名称

5.3.3 测试

我们使用exactly模式的镜像，因为集群节点数量为3，因此镜像数量就设置为2.

我们进入mq1运行下面的命令：表示只要是以two开头的队列会创建一个镜像

# 进入mq1容器的控制台
docker exec -it mq1 bash
# 执行exactly模式
rabbitmqctl set_policy ha-two "^two\." '{"ha-mode":"exactly","ha-params":2,"ha-sync-mode":"automatic"}'
# 退出容器
exit
1
2
3
4
5
6

可以看到策略已经部署上

下面，我们创建一个新的队列：two.queue

在任意一个mq控制台查看队列：

1. 测试数据共享

给two.queue发送一条消息：

然后在mq1、mq2、mq3的任意控制台都可以查看消息：

2. 测试高可用

现在，我们让two.queue的主节点mq1宕机：

docker stop mq1
1

查看集群状态：

查看队列状态：mq2成为了主节点，mq3成为了镜像节点

发现依然是健康的！并且其主节点切换到了rabbit@mq2上

5.4 仲裁队列

仲裁队列:仲裁队列是3.8版本以后才有的新功能，用来替代镜像队列，具备下列特征:

• 与镜像队列一样，都是主从模式，支持主从数据同步
• 使用非常简单，没有复杂的配置
• 主从同步基于Raft协议，强一致

5.4.1 添加仲裁队列

在任意控制台添加一个队列，一定要选择队列类型为Quorum类型。

在任意控制台查看队列：

可以看到，仲裁队列的 + 2字样。代表这个队列有2个镜像节点。

因为仲裁队列默认的镜像数为5。如果你的集群有7个节点，那么镜像数肯定是5；而我们集群只有3个节点，因此镜像数量就是3.

5.4.2 测试

可以参考对镜像集群的测试，效果是一样的。

5.4.3 集群扩容

1. 加入集群

1）启动一个新的MQ容器：

docker run -d --net mq-net \
-v ${PWD}/.erlang.cookie:/var/lib/rabbitmq/.erlang.cookie \
-e RABBITMQ_DEFAULT_USER=itcast \
-e RABBITMQ_DEFAULT_PASS=123321 \
--name mq4 \
--hostname mq5 \
-p 8074:15672 \
-p 8084:15672 \
rabbitmq:3.8-management
1
2
3
4
5
6
7
8
9

2）进入容器控制台：

docker exec -it mq4 bash
1

3）停止mq进程

rabbitmqctl stop_app
1

4）重置RabbitMQ中的数据：

rabbitmqctl reset
1

5）加入mq1：

rabbitmqctl join_cluster rabbit@mq1
1

6）再次启动mq进程

rabbitmqctl start_app
1

2. 增加仲裁队列副本

我们先查看下quorum.queue这个队列目前的副本情况，进入mq1容器：

docker exec -it mq1 bash
1

执行命令：

rabbitmq-queues quorum_status "quorum.queue"
1

结果：

现在，我们让mq4也加入进来：

rabbitmq-queues add_member "quorum.queue" "rabbit@mq4"
1

结果：

再次查看：

rabbitmq-queues quorum_status "quorum.queue"
1

查看控制台，发现quorum.queue的镜像数量也从原来的 +2 变成了 +3：

5.5 使用SpringAMQP创建仲裁队列

修改xml文件

声明仲裁队列

/**
 * 仲裁队列
 */
@Configuration
public class QuorumConfig {

    @Bean
    public Queue quorumQueue() {
        return QueueBuilder.durable("quorum.queue2") // 持久化
                .quorum() // 仲裁队列
                .build();
    }
}
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13

启动运行，发现队列创建成功