【MQ】如何确保RabbitMQ消息可靠性传递？_如何保证rabbitmq的可靠性

正在学RabbitMQ，特此记录一下，这里就不讲RabbitMQ基础了，直接进入主题。

TODO:记录下具体的springboot中具体如何配置

mq：消息中间件（一）MQ详解及四大MQ比较

我们都知道，消息从生产端到消费端消费要经过大致4个步骤（AMQP协议）：

1. 消息先从生产者Producer出发到达交换器Exchange；
2. 交换器Exchange根据路由规则将消息转发对应的队列Queue之上；
3. 消息在队列Queue上进行存储；
4. 消费者Consumer订阅队列Queue并进行消费。

这4个步骤中的每一步都有可能导致消息丢失，消息丢失不可怕，可怕的是丢失了我们还不知道，所以要有一些措施来保证系统的可靠性。这里的可靠并不是一定就100%不丢失了，磁盘损坏，机房爆炸等等都能导致数据丢失，当然这种都是极小概率发生，能做到99.999999%消息不丢失，就是可靠的了。下面来具体分析一下问题以及解决方案。

1. Producer-to-Exchange

生产端可靠性投递，即生产端要确保将消息正确投递到RabbitMQ中。生产端投递的消息丢失的原因有很多，比如消息在网络传输的过程中发生网络故障消息丢失，或者消息投递到RabbitMQ时RabbitMQ挂了，那消息也可能丢失，而我们根本不知道发生了什么。针对以上情况，RabbitMQ本身提供了一些机制。

事务消息机制由于会严重降低性能，所以一般不采用这种方法，我就不介绍了，而采用另一种轻量级的解决方案——confirm消息确认机制。

confirm消息确认机制

什么是confirm消息确认机制？即发送方确认机制（publisher confirm）顾名思义，就是生产端投递的消息一旦投递到RabbitMQ后，RabbitMQ就会发送一个确认消息给生产端，让生产端知道我已经收到消息了，否则这条消息就可能已经丢失了，需要生产端重新发送消息了。

通过下面这句代码来开启确认模式：

channel.confirmSelect();// 开启发送方确认模式
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然后异步监听确认和未确认的消息：

channel.addConfirmListener(new ConfirmListener() {
    //消息正确到达broker
    @Override
    public void handleAck(long deliveryTag, boolean multiple) throws IOException {
        System.out.println("已收到消息");
        //做一些其他处理
    }

    //RabbitMQ因为自身内部错误导致消息丢失，就会发送一条nack消息
    @Override
    public void handleNack(long deliveryTag, boolean multiple) throws IOException {
        System.out.println("未确认消息，标识：" + deliveryTag);
        //做一些其他处理，比如消息重发等
    }
});
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springboot中配置

spring.rabbitmq.publisher-confirm-type=correlated
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使用RabbitTemplate里需要实现内部接口ConfirmCallback

/**
 * @author mayj@xx.com.cn
 * @version v1.0
 * @description MyCallBack
 * @date 2022/7/5 10:09
 */
@Slf4j
@Component
public class MyCallBack implements RabbitTemplate.ConfirmCallback {

    @Autowired
    private RabbitTemplate rabbitTemplate;


    @PostConstruct  // 在Bean创建并完成赋值，执行初始化之前调用
    public void init() {
        // 注入到RabbitTemplate
        rabbitTemplate.setConfirmCallback(this);
    }

    /**
     * correlationData 保存回调消息的ID及相关信息
     */
    @Override
    public void confirm(CorrelationData correlationData, boolean ack, String cause) {
        String id = correlationData != null ? correlationData.getId() : null;
        if (ack) {
            log.info("交换机收到ID为：{}的消息！", id);
        } else {
            log.info("交换机还未收到ID为：{}的消息！", id);
        }
    }

}
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这样就可以让生产端感知到消息是否投递到RabbitMQ中了，当然这样还不够，稍后我会说一下极端情况。

2. Exchange-to-Queue

当消息准确到达交换机后，由于路由键错误等问题，造成无法将消息路由到所绑定的队列，而此时生产者也无法感知，那么会出现消息丢失问题。我们可以使用以下两种方式来解决：

1）回退消息

springboot中通过设置 mandatory 参数可以在当消息传递过程中不可达目的地时将消息返回给生产者。同时需要开启rabbitmq的消息返回模式。

spring.rabbitmq.publisher-returns=true
spring.rabbitmq.template.mandatory=true
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/**
 * @author mayj@xx.com.cn
 * @version v1.0
 * @description MyCallBack
 * @date 2022/7/5 10:09
 */
@Slf4j
@Component
public class MyCallBack implements RabbitTemplate.ReturnCallback {

    @Autowired
    private RabbitTemplate rabbitTemplate;


    @PostConstruct  // 在Bean创建并完成赋值，执行初始化之前调用
    public void init() {
        // 注入到RabbitTemplate
        rabbitTemplate.setReturnCallback(this);
    }

    @Override
    public void returnedMessage(Message message, int replyCode, String replyText, String exchange, String routingKey) {
        // 可以在当消息传递过程中不可达目的地时将消息返回给生产者
        log.info("消息{}，被交换机{}退回，退回原因：{}，路由Key：{}", new String(message.getBody()),
                exchange, replyText, routingKey);
    }
}

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原生api是添加ReturnListener或实现ReturnCallback

channel.addReturnListener(new ReturnListener() {
    public void handleReturn(int replyCode, String replyText, String exchange, String routingKey, AMQP
            .BasicProperties basicProperties, byte[] body) throws IOException {
        String message = new String(body);
        System.out.println("Basic.Return返回的结果是：" + message);
    }
});
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2）备份交换机

  备份交换器，英文名称Alternate Exchange，简称AE，或者更直白的可以称之为“备胎交换器”。生产者在发送消息的时候如果不设置mandatory参数，那么消息在未被路由的情况下将会丢失，如果设置了mandatory参数，那么需要添加ReturnListener的编程逻辑，生产者的代码将变得复杂化。如果你不想复杂化生产者的编程逻辑，又不想消息丢失，那么可以使用备份交换器，这样可以将未被路由的消息存储在RabbitMQ中，再在需要的时候去处理这些消息。 可以通过在声明交换器（调用channel.exchangeDeclare方法）的时候添加alternate-exchange参数来实现，也可以通过策略的方式实现。如果两者同时使用的话，前者的优先级更高，会覆盖掉Policy的设置。(如果同时配置mandatory参数和备份交换机，则只有备份交换机生效)

以下不包含生产者和消费者代码：

/**
 * @author mayj@xx.com.cn
 * @version v1.0
 * @description ConfirmCOnfig
 * @date 2022/7/6 17:40
 */
public class ConfirmConfig {
    public static final String CONFIRM_EXCHANGE_NAME = "confirm.exchange";
    public static final String CONFIRM_QUEUE_NAME = "confirm.queue";
    public static final String BACKUP_EXCHANGE_NAME = "backup.exchange";
    public static final String BACKUP_QUEUE_NAME = "backup.queue";
    public static final String WARNING_QUEUE_NAME = "warning.queue";
    // 声明确认队列
    @Bean("confirmQueue")
    public Queue confirmQueue(){
        return QueueBuilder.durable(CONFIRM_QUEUE_NAME).build();
    }
    //声明确认队列绑定关系
    @Bean
    public Binding queueBinding(@Qualifier("confirmQueue") Queue queue,
                                @Qualifier("confirmExchange") DirectExchange exchange){
        return BindingBuilder.bind(queue).to(exchange).with("key1");
    }
    //声明备份 Exchange
    @Bean("backupExchange")
    public FanoutExchange backupExchange(){
        return new FanoutExchange(BACKUP_EXCHANGE_NAME);
    }
    //声明确认 Exchange 交换机的备份交换机
    @Bean("confirmExchange")
    public DirectExchange confirmExchange(){
        ExchangeBuilder exchangeBuilder =
                ExchangeBuilder.directExchange(CONFIRM_EXCHANGE_NAME)
                        .durable(true)
                        //设置该交换机的备份交换机
                        .withArgument("alternate-exchange", BACKUP_EXCHANGE_NAME);
        return (DirectExchange)exchangeBuilder.build();
    }
    // 声明警告队列
    @Bean("warningQueue")
    public Queue warningQueue(){
        return QueueBuilder.durable(WARNING_QUEUE_NAME).build();
    }
    // 声明报警队列绑定关系
    @Bean
    public Binding warningBinding(@Qualifier("warningQueue") Queue queue,
                                  @Qualifier("backupExchange") FanoutExchange
                                          backupExchange){
        return BindingBuilder.bind(queue).to(backupExchange);
    }
    // 声明备份队列
    @Bean("backQueue")
    public Queue backQueue(){
        return QueueBuilder.durable(BACKUP_QUEUE_NAME).build();
    }
    // 声明备份队列绑定关系
    @Bean
    public Binding backupBinding(@Qualifier("backQueue") Queue queue,
                                 @Qualifier("backupExchange") FanoutExchange backupExchange){
        return BindingBuilder.bind(queue).to(backupExchange);
    }
}

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3. Queue Sotrage

当消息到达队列后，进行存放等待消费者获取，但我们都知道，RabbitMQ的实现是基于内存的，那这就会有个问题，如果RabbitMQ挂了，那重启后数据就丢失了，所以相关的数据应该持久化到磁盘中，这样就算RabbitMQ重启后也可以到硬盘中取数据恢复。那如何持久化呢？

message消息到达RabbitMQ后先是到exchange交换机中，然后路由给queue队列，最后发送给消费端。就需要给exchange、queue和message都进行持久化：

exchange持久化（exchange非必要情况可以选择不作持久化）

//第三个参数true表示这个exchange持久化
channel.exchangeDeclare(EXCHANGE_NAME, "direct", true);
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queue持久化：

//第二个参数true表示这个queue持久化
channel.queueDeclare(QUEUE_NAME, true, false, false, null);
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message持久化：

//第三个参数MessageProperties.PERSISTENT_TEXT_PLAIN表示这条消息持久化
channel.basicPublish(EXCHANGE_NAME, ROUTING_KEY, MessageProperties.PERSISTENT_TEXT_PLAIN, message.getBytes(StandardCharsets.UTF_8));
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这样，如果RabbitMQ收到消息后挂了，重启后会自行恢复消息。但是却无法避免单机故障且无法修复（比如磁盘损毁）而引起的消息丢失，这里就需要引入镜像队列。镜像队列相当于配置了副本，绝大多数分布式的东西都有多副本的概念来确保HA。在镜像队列中，如果主节点（master）在此特殊时间内挂掉，可以自动切换到从节点（slave），这样有效的保证了高可用性，除非整个集群都挂掉。虽然这样也不能完全的保证RabbitMQ消息不丢失（比如机房被炸。。。），但是配置了镜像队列要比没有配置镜像队列的可靠性要高很多，在实际生产环境中的关键业务队列一般都会设置镜像队列。

参考文章