RabbitMq学习_系统学习rabbitmq

1. 认识MQ

1.1.同步和异步通讯

微服务之间的通讯有同步和异步两种方式：

同步通讯：就像是打电话，需要实时的响应。

异步通讯：就像是发邮件，不需要马上就响应。

两种方式各有优劣：

打电话可以立即得到对方的响应，但是你不能同时和多个人同时通话，而发邮件可以同时给多个人发，但是响应会延迟。

1.1.1.同步通讯

在学习springcloud的时候，微服务之间的调用通过feign调用，这种方式就是同步通讯，虽然可以实时得到结果，但是存在下面的问题：

1. 耦合度高：每次加入新的需求，就要修改原来的代码
2. 性能下降：调用者需要等待服务提供者响应，如果调用链过长则影响性能。
3. 资源浪费：调用链中的每个服务在等待响应过程中，不能释放请求占用的资源，在高并发的场景下即极度浪费系统资源。
4. 级联失败：如果服务提供方出现问题，所有调用方都会出现问题。

1.1.2.异步通讯

异步通讯则可以避免上面的问题：

    以购买商品为例，用户支付后需要调用订单服务完成订单状态修改，调用物流服务，从仓

库分配响应的库存并准备发货。在事件模式中，支付服务是事件发布者，在支付完成后只需要发布一个支付成功的

事件，事件中带上订单id。订单服务和物流服务是事件订阅者，订阅支付成功的事件，监听到事件后完成自己业务

即可。

为了解除事件发布者与订阅者之间的耦合，两者并不是直接通信，而是有一个中间人（Broker）。发布者发布事件

到Broker，不关心谁来订阅事件。订阅者从Broker订阅事件，不关心谁发来的消息。

Broker 是一个像数据总线一样的东西，所有的服务要接收数据和发送数据都发到这个总线上，这个总线就像协议

一样，让服务间的通讯变得标准和可控。

好处：

• 吞吐量提升：无需等待订阅者处理完成，响应更快速
• 故障隔离：服务没有直接调用，不存在级联失败问题
• 调用间没有阻塞，不会造成无效的资源占用
• 耦合度极低，每个服务都可以灵活插拔，可替换
• 流量削峰：不管发布事件的流量波动多大，都由Broker接收，订阅者可以按照自己的速度去处理事件

缺点：

• 架构复杂了，业务没有明显的流程线，不好管理
• 需要依赖于Broker的可靠、安全、性能

1.2.技术对比

MQ，中文是消息队列（MessageQueue），字面来看就是存放消息的队列。也就是事件驱动架构中的Broker。

比较常见的MQ实现：

• ActiveMQ
• RabbitMQ
• RocketMQ
• Kafka

几种常见MQ的对比：

追求可用性：Kafka、 RocketMQ 、RabbitMQ

追求可靠性：RabbitMQ、RocketMQ

追求吞吐能力：RocketMQ、Kafka

追求消息低延迟：RabbitMQ、Kafka

2.快速入门

2.1.安装rabbitmq

基于centos7虚拟机中使用docker安装。

 -- 拉取镜像
docker pull rabbitmq:3.8-management

-- 执行命令运行MQ容器
docker run \
 -e RABBITMQ_DEFAULT_USER=root \  
 -e RABBITMQ_DEFAULT_PASS=root \
 -v mq-plugins:/plugins \
 --name mq \
 --hostname mq \
 -p 15672:15672 \
 -p 5672:5672 \
 -d \
 rabbitmq:3.8-management
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MQ的基本结构：

RabbitMQ中的一些角色：

• publisher：生产者
• consumer：消费者
• exchange个：交换机，负责消息路由
• queue：队列，存储消息
• virtualHost：虚拟主机，隔离不同租户的exchange、queue、消息的隔离

2.2.RabbitMQ消息模型

2.3.创建demo工程

创建springboot项目，包括三部分：

• mq-demo：父工程，管理项目依赖
• publisher：消息的发送者
• consumer：消息的消费者

父工程导入依赖：

    <dependencies>
        <dependency>
            <groupId>org.projectlombok</groupId>
            <artifactId>lombok</artifactId>
        </dependency>
        <!--AMQP依赖，包含RabbitMQ-->
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-amqp</artifactId>
        </dependency>
        <!--单元测试-->
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
        </dependency>
    </dependencies>
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2.4.入门案例

简单队列模式的模型图：

官方的HelloWorld是基于最基础的消息队列模型来实现的，只包括三个角色：

• publisher：消息发布者，将消息发送到队列queue
• queue：消息队列，负责接受并缓存消息
• consumer：订阅队列，处理队列中的消息

2.4.1.publisher实现

思路：

• 建立连接
• 创建Channel
• 声明队列
• 发送消息
• 关闭连接和channel

public class PublisherTest {
    @Test
    public void testSendMessage() throws IOException, TimeoutException {
        // 1.建立连接
        ConnectionFactory factory = new ConnectionFactory();
        // 1.1.设置连接参数，分别是：主机名、端口号、vhost、用户名、密码
        factory.setHost("172.20.211.110");
        factory.setPort(5672);
        factory.setVirtualHost("/");
        factory.setUsername("root");
        factory.setPassword("root");
        // 1.2.建立连接
        Connection connection = factory.newConnection();

        // 2.创建通道Channel
        Channel channel = connection.createChannel();

        // 3.创建队列
        String queueName = "simple.queue";
        channel.queueDeclare(queueName, false, false, false, null);

        // 4.发送消息
        String message = "hello, rabbitmq!";
        channel.basicPublish("", queueName, null, message.getBytes());
        System.out.println("发送消息成功：【" + message + "】");

        // 5.关闭通道和连接
        channel.close();
        connection.close();

    }
}
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2.4.2.consumer实现

代码思路：

• 建立连接
• 创建Channel
• 声明队列
• 订阅消息

public class ConsumerTest {

    public static void main(String[] args) throws IOException, TimeoutException {
        // 1.建立连接
        ConnectionFactory factory = new ConnectionFactory();
        // 1.1.设置连接参数，分别是：主机名、端口号、vhost、用户名、密码
        factory.setHost("172.20.211.110");
        factory.setPort(5672);
        factory.setVirtualHost("/");
        factory.setUsername("root");
        factory.setPassword("root");
        // 1.2.建立连接
        Connection connection = factory.newConnection();

        // 2.创建通道Channel
        Channel channel = connection.createChannel();

        // 3.创建队列
        String queueName = "simple.queue";
        channel.queueDeclare(queueName, false, false, false, null);

        // 4.订阅消息
        channel.basicConsume(queueName, true, new DefaultConsumer(channel){
            @Override
            public void handleDelivery(String consumerTag, Envelope envelope,
                                       AMQP.BasicProperties properties, byte[] body) throws IOException {
                // 5.处理消息
                String message = new String(body);
                System.out.println("接收到消息：【" + message + "】");
            }
        });
        System.out.println("等待接收消息。。。。");
    }
}
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代码执行顺序：
先执行publisher发送消息，再执行consumer消费消息

执行结果：

3.SpringAMQP

SpringAMQP是基于RabbitMQ封装的一套模板，并且还利用SpringBoot对其实现了自动装配，使用起来非常方便。

SpringAMQP提供了三个功能：

• 自动声明队列、交换机及其绑定关系
• 基于注解的监听器模式，异步接收消息
• 封装了RabbitTemplate工具，用于发送消息

3.1.Basic Queue 简单队列模型

在父工程引入依赖：

<!--AMQP依赖，包含RabbitMQ-->
<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-amqp</artifactId>
</dependency>
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3.1.1.消息发送

首先配置MQ地址，在publisher服务的application.yml中添加配置：

spring:
  rabbitmq:
    host: 172.20.211.110
    port: 5672
    virtual-host: /
    username: root
    password: root
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然后在publisher服务中编写测试类SpringAmqpTest，并利用RabbitTemplate实现消息发送：

@RunWith(SpringRunner.class)
@SpringBootTest
public class SpringAmqpTest {

    @Autowired
    private RabbitTemplate rabbitTemplate;

    @Test
    public void testSimpleQueue() {
        // 队列名称
        String queueName = "simple.queue";
        // 消息
        String message = "hello, spring amqp!";
        // 发送消息
        rabbitTemplate.convertAndSend(queueName, message);
    }
}
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3.1.2.消息接收

首先配置MQ地址，在consumer服务的application.yml中添加配置：

spring:
  rabbitmq:
    host: 172.20.211.110 # 主机名
    port: 5672 # 端口
    virtual-host: / # 虚拟主机
    username: root # 用户名
    password: root # 密码
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然后在consumer服务的cn.itcast.mq.listener包中新建一个类SpringRabbitListener，代码如下：

@Component
public class SpringRabbitListener {

    @RabbitListener(queues = "simple.queue")
    public void listenSimpleQueueMessage(String msg) throws InterruptedException {
        System.out.println("spring 消费者接收到消息：【" + msg + "】");
    }
}
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启动consumer服务，然后在publisher服务中运行测试代码，发送MQ消息

结果：

3.2.WorkQueue

Work queues，也被称为（Task queues），任务模型。简单来说就是让多个消费者绑定到一个队列，共同消费队列中的消息。

当消息处理比较耗时的时候，可能生产消息的速度会远远大于消息的消费速度。长此以往，消息就会堆积越来越多，无法及时处理。

此时就可以使用work 模型，多个消费者共同处理消息处理，速度就能大大提高了。

3.2.1.消息发送

循环发送，模拟大量消息堆积现象。

在publisher服务中的SpringAmqpTest类中添加一个测试方法：

/**
     * workQueue
     * 向队列中不停发送消息，模拟消息堆积。
     */
@Test
public void testWorkQueue() throws InterruptedException {
    // 队列名称
    String queueName = "simple.queue";
    // 消息
    String message = "hello, message_";
    for (int i = 0; i < 50; i++) {
        // 发送消息
        rabbitTemplate.convertAndSend(queueName, message + i);
        Thread.sleep(20);
    }
}
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3.2.2.消息接收

要模拟多个消费者绑定同一个队列，我们在consumer服务的SpringRabbitListener中添加2个新的方法：

@RabbitListener(queues = "simple.queue")
public void listenWorkQueue1(String msg) throws InterruptedException {
    System.out.println("消费者1接收到消息：【" + msg + "】" + LocalTime.now());
    Thread.sleep(20);
}

@RabbitListener(queues = "simple.queue")
public void listenWorkQueue2(String msg) throws InterruptedException {
    System.err.println("消费者2........接收到消息：【" + msg + "】" + LocalTime.now());
    Thread.sleep(200);
}
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测试：

启动ConsumerApplication后，在执行publisher服务中刚刚编写的发送测试方法testWorkQueue。

可以看到消费者1很快完成了自己的25条消息。消费者2却在缓慢的处理自己的25条消息。

也就是说消息是平均分配给每个消费者，并没有考虑到消费者的处理能力。这样显然是有问题的。

3.2.3.能者多劳

在spring中有一个简单的配置，可以解决这个问题。我们修改consumer服务的application.yml文件，添加配置：

spring:
  rabbitmq:
    host: 172.20.211.110 # 主机名
    port: 5672 # 端口
    virtual-host: / # 虚拟主机
    username: root # 用户名
    password: root # 密码
    listener:
      simple:
        prefetch: 1 #每次只能获取一条消息，处理完成后才能获取下一条消息
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3.2.4.总结

Work模型的使用：

• 多个消费者绑定到一个队列，同一条消息只会被一个消费者处理
• 通过设置prefetch来控制消费者预取的消息数量

3.3.发布/订阅

可以看到，在订阅模型中，多了一个exchange角色，而且过程略有变化：

• Publisher：生产者，也就是要发送消息的程序，但是不再发送到队列中，而是发给X（交换机）
• Exchange：交换机，图中的X。一方面，接收生产者发送的消息。另一方面，知道如何处理消息，例如递交给某个特别队列、递交给所有队列、或是将消息丢弃。到底如何操作，取决于Exchange的类型。Exchange有以下3种类型：
  • Fanout：广播，将消息交给所有绑定到交换机的队列
  • Direct：定向，把消息交给符合指定routing key 的队列
  • Topic：通配符，把消息交给符合routing pattern（路由模式） 的队列
• Consumer：消费者，与以前一样，订阅队列，没有变化
• Queue：消息队列也与以前一样，接收消息、缓存消息。

Exchange（交换机）只负责转发消息，不具备存储消息的能力，因此如果没有任何队列与Exchange绑定，或者没有符合路由规则的队列，那么消息会丢失！

3.4.Fanout

Fanout，英文翻译是扇出，我觉得在MQ中叫广播更合适。

在广播模式下，消息发送流程是这样的：

• 1） 可以有多个队列
• 2） 每个队列都要绑定到Exchange（交换机）
• 3） 生产者发送的消息，只能发送到交换机，交换机来决定要发给哪个队列，生产者无法决定
• 4） 交换机把消息发送给绑定过的所有队列
• 5） 订阅队列的消费者都能拿到消息

我们的计划是这样的：

• 创建一个交换机 czy.fanout，类型是Fanout
• 创建两个队列fanout.queue1和fanout.queue2，绑定到交换机czy.fanout
  

3.4.1.声明队列和交换机

在consumer中创建一个类，声明队列和交换机：

@Configuration
public class FanoutConfig {

    /**
     * 声明交换机
     */
    @Bean
    public FanoutExchange fanoutExchange(){
        return new FanoutExchange("czy.fanout");
    }

    /**
     * 第一个队列
     */
    @Bean
    public Queue fanoutQueue1(){
        return new Queue("fanout.queue1");
    }
    /**
     * 绑定队列和交换机
     */
    @Bean
    public Binding bindingQueue1Exchange(Queue fanoutQueue1,FanoutExchange fanoutExchange){
        return BindingBuilder.bind(fanoutQueue1).to(fanoutExchange);
    }
    /**
     * 第二个队列
     */
    @Bean
    public Queue fanoutQueue2(){
        return new Queue("fanout.queue2");
    }
    /**
     * 绑定队列和交换机
     */
    @Bean
    public Binding bindingQueue2Exchange(Queue fanoutQueue2,FanoutExchange fanoutExchange){
        return BindingBuilder.bind(fanoutQueue2).to(fanoutExchange);
    }
}
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3.4.2.消息发送

在publisher服务的SpringAmqpTest类中添加测试方法：

   /**
     * fanoutExchange
     *
     */
    @Test
    public void testFanoutExchange(){
        //交换机名称
        String exchangeName = "czy.fanout";
        //消息
        String message = "czy.fanout,hello";
        rabbitTemplate.convertAndSend(exchangeName,"",message);
    }
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3.4.3.消息接收

在consumer服务的SpringRabbitListener中添加两个方法，作为消费者：

@RabbitListener(queues = "fanout.queue1")
public void listenFanoutQueue1(String msg) {
    System.out.println("消费者1接收到Fanout消息：【" + msg + "】");
}

@RabbitListener(queues = "fanout.queue2")
public void listenFanoutQueue2(String msg) {
    System.out.println("消费者2接收到Fanout消息：【" + msg + "】");
}
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3.4.4.总结

交换机的作用是什么？

• 接收publisher发送的消息
• 将消息按照规则路由到与之绑定的队列
• 不能缓存消息，路由失败，消息丢失
• FanoutExchange的会将消息路由到每个绑定的队列

声明队列、交换机、绑定关系的Bean是什么？

• Queue
• FanoutExchange
• Binding

3.5.Direct

在Fanout模式中，一条消息，会被所有订阅的队列都消费。但是，在某些场景下，我们希望不同的消息被不同的队列消费。这时就要用到Direct类型的Exchange。

在Direct模型下：

• 队列与交换机的绑定，不能是任意绑定了，而是要指定一个RoutingKey（路由key）
• 消息的发送方在 向 Exchange发送消息时，也必须指定消息的 RoutingKey。
• Exchange不再把消息交给每一个绑定的队列，而是根据消息的Routing Key进行判断，只有队列的Routingkey与消息的 Routing key完全一致，才会接收到消息

3.5.1.基于注解声明队列和交换机

基于@Bean的方式声明队列和交换机比较麻烦，Spring还提供了基于注解方式来声明。

在consumer的SpringRabbitListener中添加两个消费者，同时基于注解来声明队列和交换机：

    @RabbitListener(
            bindings = @QueueBinding(
                    value = @Queue(name = "direct.queue1"),
                    exchange = @Exchange(name = "czy.direct",type = ExchangeTypes.DIRECT),
                    key = {"red","blue"}
            )
    )
    public void listenDirectQueue1(String msg){
        System.out.println("消费者1接收到消息：【" + msg + "】" + LocalTime.now());
    }

    @RabbitListener(
            bindings = @QueueBinding(
                    value = @Queue(name = "direct.queue2"),
                    exchange = @Exchange(name = "czy.direct",type = ExchangeTypes.DIRECT),
                    key = {"red","yellow"}
            )
    )
    public void listenDirectQueue2(String msg){
        System.out.println("消费者2接收到消息：【" + msg + "】" + LocalTime.now());
    }
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3.5.2.消息发送

在publisher服务的SpringAmqpTest类中添加测试方法：

 @Test
    public void testSendDirectExchange() {
        // 交换机名称
        String exchangeName = "czy.direct";
        // 消息
        String message = "红色警报！日本乱排核废水，导致海洋生物变异，惊现哥斯拉！";
        // 发送消息
        rabbitTemplate.convertAndSend(exchangeName, "red", message);
    }
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3.5.3.总结

描述下Direct交换机与Fanout交换机的差异？

• Fanout交换机将消息路由给每一个与之绑定的队列
• Direct交换机根据routingKey判断路由给哪个队列
• 如果多个队列具有相同的routingkey，则与Fanout功能类似

3.6.Topic

3.6.1.说明

Topic类型的交换机与Direct相比，都是根据routingkey把消息路由到不同的队列，只不过topic类型的交换机可以让队列在绑定routindkey的时候使用通配符。

routingkey一般都是由一个或者多个单词组成，多个单词之间以“，”分割，例如：czy.insert

通配符规则：

#：匹配一个或多个词

*：匹配不多不少恰好1个词

举例：

item.#：能够匹配item.spu.insert 或者 item.spu

item.*：只能匹配item.spu

解释：

• Queue1：绑定的是china.# ，因此凡是以 china.开头的routing key 都会被匹配到。包括china.news和china.weather
• Queue2：绑定的是#.news ，因此凡是以 .news结尾的 routing key 都会被匹配。包括china.news和japan.news

3.6.2.消息发送

在publisher服务的SpringAmqpTest类中添加测试方法：

/**
     * topicExchange
     */
@Test
public void testSendTopicExchange() {
    // 交换机名称
    String exchangeName = "czy.topic";
    // 消息
    String message = "喜报！孙悟空大战哥斯拉，胜!";
    // 发送消息
    rabbitTemplate.convertAndSend(exchangeName, "china.news", message);
}
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3.6.3.消息接收

在consumer服务的SpringRabbitListener中添加方法：

    @RabbitListener(
            bindings = @QueueBinding(
                    value = @Queue(name = "topic.queue1"),
                    exchange = @Exchange(name = "czy.topic",type = ExchangeTypes.TOPIC),
                    key = "#.news"
            )
    )
    public void listenTopicQueue1(String msg){
        System.out.println("消费者1接收到消息：【" + msg + "】" + LocalTime.now());
    }

    @RabbitListener(
            bindings = @QueueBinding(
                    value = @Queue(name = "topic.queue2"),
                    exchange = @Exchange(name = "czy.topic",type = ExchangeTypes.TOPIC),
                    key = "china.#"
            )
    )
    public void listenTopicQueue2(String msg){
        System.out.println("消费者2接收到消息：【" + msg + "】" + LocalTime.now());
    }
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3.6.4.总结

描述下Direct交换机与Topic交换机的差异？

• Topic交换机接收消息的routingkey必须是多个单词且以"."分割
• Topic交换机与队列绑定时的routingkey可以使用通配符
• #：代表0个或多个词
• *：代表一个词

3.7.消息转换器

Spring会把你发送的消息序列化为字节发送给MQ，接收消息的时候，还会把字节反序列化为Java对象。

只不过，默认情况下Spring采用的序列化方式是JDK序列化。众所周知，JDK序列化存在下列问题：

• 数据体积过大
• 有安全漏洞
• 可读性差

3.7.1.测试默认转换器

修改消息发送的代码，发送一个Map对象：

	@Test
    public void testSendMap() throws InterruptedException {
        // 准备消息
        Map<String,Object> msg = new HashMap<>();
        msg.put("name", "Jack");
        msg.put("age", 21);
        // 发送消息
        rabbitTemplate.convertAndSend("simple.queue", msg);
    }
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停止consumer服务

在rabbitmq可视化界面查看消息：

3.7.2.配置JSON转换器

显然，JDK序列化方式并不合适。我们希望消息体的体积更小、可读性更高，因此可以使用JSON方式来做序列化和反序列化。

在publisher和consumer两个服务中都引入依赖：

<dependency>
    <groupId>com.fasterxml.jackson.dataformat</groupId>
    <artifactId>jackson-dataformat-xml</artifactId>
    <version>2.9.10</version>
</dependency>
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配置消息转换器。

在启动类中添加一个Bean即可：

@Bean
public MessageConverter jsonMessageConverter(){
    return new Jackson2JsonMessageConverter();
}
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再次查看rabbitmq可视化界面的消息信息：

高级篇

消息队列在使用过程中，面临着很多实际问题需要思考：

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

1. 消息可靠性

消息从发送，到消息被接收，中间会经历多个过程：

其中的每一步都可能导致消息丢失，常见的丢失原因包括：

1. 发送消息时丢失：

• 生产者发送消息未到达交换机
• 消息到达交换机后未到达队列

2. MQ宕机，队列将消息丢失
3. 消费者接收到消息为消费就宕机

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

1.1.生产者消息确认

RabbitMq提供了生产者确认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一个唯一的id，消息发送到Mq以后，会返回一个结果给生产者，表示消息是否处理成功。

返回结果有两种形式:

• 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。

1.1.1.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:
    host: 172.20.211.110 # rabbitMQ的ip地址
    port: 5672 # 端口
    username: root
    password: root
    virtual-host: /
    publisher-confirm-type: correlated 
    publisher-returns: true 
    template:
      mandatory: true 
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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ReturnCallback
• template.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

1.1.2.定义ReturnConfirm 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，添加一个：

@Slf4j
@Configuration
public class CommonConfig implements ApplicationContextAware {
    @Override
    public void setApplicationContext(ApplicationContext applicationContext) throws BeansException {
        // 获取RabbitTemplate
        RabbitTemplate rabbitTemplate = applicationContext.getBean(RabbitTemplate.class);
        // 设置ReturnCallback
        rabbitTemplate.setReturnCallback((message, replyCode, replyText, exchange, routingKey) -> {
            // 投递失败，记录日志
            log.info("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
        });

        rabbitTemplate.setConfirmCallback(new RabbitTemplate.ConfirmCallback() {
            /**
             * @param correlationData  自定义的数据
             * @param ack  是否确认
             * @param cause  原因
             */
            @Override
            public void confirm(CorrelationData correlationData, boolean ack, String cause) {
                    if(ack){
                        // 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(), cause);
                    }
            }
        });
    }
    
     @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", false, false);
    }
    @Bean
    public Queue simpleQueue(){
        return new Queue("simple.queue",false);
    }
    @Bean
    public Binding binding(){
        return BindingBuilder.bind(simpleQueue()).to(simpleExchange()).with("simple");
    }
}
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1.1.3.发送消息测试

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.itcast.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());
    // 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);
}
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测试

• 设置不存在的交换机尝试发送 交换机: task.direct 路由: task
• 结果: 发送确认回调返回false消息没有正确发送到MQ中
• ​ return回调未触发

• 设置存在的交换机,不存在的路由尝试发送 交换机: simple.direct 路由: task
• 结果: 发送确认回调返回true消息已经发送到MQ中
• ​ return回调触发，返回了消息，并提示路由错误

• 设置正确的交换机，正确的路由 交换机: simple.direct 路由: simple
• 结果: 发送确认回调返回true消息已经发送到MQ中
• ​ return回调未触发

结论：

通过发送确认 和 消息返还机制可以确保消息 一定能够投递到指定的队列中，如果消息没有投递成功 或返还了

也可以通过定时重新投递的方式进行补偿

1.2.消息持久化

生产者确认可以确保消息投递到mq的队列中，但是消息发送到mq以后，如果突然宕机，也可能导致消息丢失，要想确保消息在mq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

1.2.1.交换机持久化

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);
}
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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：

1.2.2.队列持久化

RabbitMQ中队列如果设置成非持久化的，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(){
        return new Queue("simple.queue",true);
    }
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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：

1.2.3.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

用java代码指定：

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。

	@Test
    public void testSendMessage2SimpleQueue() throws InterruptedException {
        String routingKey = "simple";
        String message = "hello, spring amqp!";
        // 自定义数据
        CorrelationData data = new CorrelationData(UUID.randomUUID().toString());
        // 发送消息
        rabbitTemplate.convertAndSend("simple.direct", routingKey, message, new MessagePostProcessor() {
            // 后置处理消息
            @Override
            public Message postProcessMessage(Message message) throws AmqpException {
                // 设置消息的持久化方式
                message.getMessageProperties().setDeliveryMode(MessageDeliveryMode.NON_PERSISTENT);
                return message;
            }
        },data);
    }
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1.3.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即删除。

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。

SpringAMQP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检测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假定消费者获取信息后会成功处理，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模式下，出现异常返回nack，消息回滚到mq，没有异常，返回ack
• manual模式下，自己根据业务判断，什么时候ack

一般情况下，使用默认的auto模式就行了。

1.3.1.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 # 关闭ack
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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！");
}
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测试可以发现，当消息处理抛异常时，消息依然被RabbitMQ删除了。

1.3.2.演示auto模式

再次把确认机制修改为auto:

spring:
  rabbitmq:
    listener:
      simple:
        acknowledge-mode: auto 
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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：

1.4.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？

1.4.1.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: 1000ms # 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-interval
          max-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
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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

1.4.2.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。

在开启重试机制之后，重试次数耗尽，如果消息仍然失败，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");
}
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2）定义一个RepublishMessageRecoverer，关联队列和交换机

@Bean
public MessageRecoverer republishMessageRecoverer(RabbitTemplate rabbitTemplate){
    return new RepublishMessageRecoverer(rabbitTemplate, "error.direct", "error");
}
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1.5.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

2.死信交换机

2.1.初识死信交换机

2.1.1.什么是死信交换机

什么是死信？

• 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。

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。

2.1.2.利用死信交换机接收死信

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。

在consumer中CommonConfig 修改消息策略

   	// 修改 失败消息策略
	@Bean
    public MessageRecoverer republishMessageRecoverer(RabbitTemplate rabbitTemplate){
		//  return new RepublishMessageRecoverer(rabbitTemplate, "error.direct", "error");
        return new RejectAndDontRequeueRecoverer();
    }
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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。

在producer服务CommonConfig中，定义一组死信交换机、死信队列：

	@Bean
    public Queue simpleQueue(){
        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("dl");
    }
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### 2.1.3.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。

2.2.TTL

一个队列中的消息如果超时未消费，则会变成死信，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

2.2.1.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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2.2.2.声明一个队列，并且指定TTL

要给队列设置超时时间，需要在声明队列时配置x-message-ttl属性：

@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();
}
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注意，这个队列设定了死信交换机为dl.ttl.direct

声明交换机，将ttl与交换机绑定：

@Bean
public DirectExchange ttlExchange(){
    return new DirectExchange("ttl.direct");
}
@Bean
public Binding ttlBinding(){
    return BindingBuilder.bind(ttlQueue()).to(ttlExchange()).with("ttl");
}
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发送消息，但是不要指定TTL：

@Test
public void testTTLQueue() {
    // 创建消息
    String message = "hello, ttl queue";
    // 消息ID，需要封装到CorrelationData中
    CorrelationData correlationData = new CorrelationData(UUID.randomUUID().toString());
    // 发送消息
    rabbitTemplate.convertAndSend("ttl.direct", "ttl", message, correlationData);
    // 记录日志
    log.debug("发送消息成功");
}
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