# 技术栈知识点巩固——消息队列

Posted 2022-11-23 爱码代码的喵

技术栈知识点巩固——消息队列

MQ 的优点

• 异步处理：相比于传统的串行、并行方式，提高了系统吞吐量
• 应用解耦：系统间通过消息通信，不用关心其它系统的处理
• 流量削锋：可以通过消息队列长度控制请求量；可以缓解短时间内的高并发请求。
• 日志处理：解决大量日志传输。

MQ 的缺点

• 系统可用性降低
• 系统复杂度提高：加入了消息队列，要多考虑很多方面的问题
• 一致性问题：复杂度提升

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RabbitMq工作模式

• 简单模式（Simple）：消息队列中的消息被消费后，消息就拿不到了。
  

• 工作模式（Work）：多个消费者消费同一个队列中的消息，队列采用轮询的方式将消息平均发送给消费者。谁先拿到谁先消费。
  

• 发布订阅模式（Publish/Subscirbe）：每个消费者监听自己的队列，生产者将消息由交换机将消息转发到绑定此交换机的每个队列，每个绑定交换机的队列都将接收到消息。

• 路由模式（Routing）：每个消费者监听自己的队列，并且设置routingkey生产者将消息发给交换机，由交换机根据routingkey来转发消息到指定的队列；
  

• topic 主题模式(路由模式的一种)，消息产生者产生消息,把消息交给交换机，交换机根据key的规则模糊匹配到对应的队列,由队列的监听消费者接收消息消费

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RabbitMq有可能发生重复消费，如何避免，做到幂等

• 每条消息有唯一的编号，消费完之后存到消费日志表中，下次拿到消息后，先去日志表中查找一下是否有这条记录，如果有那么就不消费了，直接丢弃或者进行更新操作。

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集群消费和广播消费

集群消费

• 当使用集群消费模式时，消息队列RocketMQ认为任意一条消息只需要被集群内的任意一个消费者处理即可。使用与消费之集群部署，每条消息只处理一次。

特点

• 集群消费模式下，每一条消息都只会被分发到一台机器上处理。如果需要被集群下的每一台机器都处理，请使用广播模式。
• 集群消费模式下，不保证每一次失败重投的消息路由到同一台机器上。

广播消费

• 当使用广播消费模式时，消息队列RocketMQ会将每条消息推送给集群内所有的消费者，保证消息至少被每个消费者消费一次。

特点

• 不支持顺序消息。
• 不支持重置消费位点。
• 不支持线下联调分组消息。
• 每条消息都需要被相同订阅逻辑的多台机器处理。
• 消费进度在客户端维护，出现重复消费的概率稍大于集群模式。
• 广播模式下，消息队列保证每条消息至少被每台客户端消费一次，但是并不会重投消费失败的消息，因此业务方需要关注消费失败的情况。
• 广播模式下，客户端每一次重启都会从最新消息消费。客户端在被停止期间发送至服务端的消息将会被自动跳过，请谨慎选择。
• 广播模式下，每条消息都会被大量的客户端重复处理，因此推荐尽可能使用集群模式。
• 广播模式下服务端不维护消费进度，所以消息队列控制台不支持消息堆积查询、消息堆积报警和订阅关系查询功能。

消息队列有哪些使用场景

• 异步处理：异步发送消息、发送短信
• 应用解耦：基于线程的异步处理，能确保用户体验，但是极端情况下可能会出现异常，影响系统的稳定性，而同步调用很多时候无法保证理想的性能，那么我们就可以用MQ来进行处理。
• 日志处理
• 流量削锋：面对大量的请求，可以使用消息队列进行流量削锋

消息中间件如何解决消息丢失问题

生产端开启事务机制

• 用 RabbitMQ 提供的事务功能，生产者发送数据之前开启 RabbitMQ 事务channel.txSelect，然后发送消息，如果消息没有成功被 RabbitMQ 接收到，那么生产者会收到异常报错，此时就可以回滚事务channel.txRollback，然后重试发送消息；如果收到了消息，那么可以提交事务channel.txCommit。

• 事务机制会对吞吐量有一定的影响，开启 confirm 模式，在生产者那里设置开启 confirm 模式之后，每次写的消息都会分配一个唯一的 id，然后如果写入了 RabbitMQ 中，RabbitMQ 会给你回传一个 ack 消息，告诉你说这个消息 ok 了。如果 RabbitMQ 没能处理这个消息，会回调你的一个 nack 接口，告诉你这个消息接收失败，你可以重试。

• 事务机制和 cnofirm 机制最大的不同在于，事务机制是同步的，你提交一个事务之后会阻塞在那儿，但是 confirm 机制是异步的

消费端消息丢失

• 用 RabbitMQ 提供的 ack 机制
• 通过一个 api 来调用就行，然后每次你自己代码里确保处理完的时候，再在程序里 ack 一把。这样的话，如果你还没处理完，不就没有 ack 了？那 RabbitMQ 就认为你还没处理完，这个时候 RabbitMQ 会把这个消费分配给别的 consumer 去处理，消息是不会丢的。

Rabbit消息持久化

• 开启Rabbitmq消息持久化
• 消息写入之后会持久化到磁盘，哪怕是 RabbitMQ 自己挂了，恢复之后会自动读取之前存储的数据，一般数据不会丢。除非极其罕见的是，RabbitMQ 还没持久化，自己就挂了，可能导致少量数据丢失，但是这个概率较小。
• 将队列设置为持久化
• 发送消息的时候将消息deliveryMode 设置为 2

Rabbitmq 有几种广播类型

• direct(默认模式)：发送方把消息发送给订阅方，如果有多个订阅者，默认采取轮询的方式进行消息发送

dequeOneConsumeOne received message: hello world
dequeOneConsumeTwo received message: hello world
dequeOneConsumeOne received message: hello world
dequeOneConsumeTwo received message: hello world
dequeOneConsumeOne received message: hello world
dequeOneConsumeTwo received message: hello world

• headers：与direct类似，但是性能差，基本不用
• fanout：分发模式，将消息发送给所有订阅者

 : dequeOne consume one received message: 我是交换机发出的消息
dequeTwo consume two message: (Body:'我是交换机发出的消息' MessageProperties [headers=, contentType=text/plain, contentEncoding=UTF-8, contentLength=0, receivedDeliveryMode=PERSISTENT, priority=0, redelivered=false, receivedExchange=ExchangeOne, receivedRoutingKey=, deliveryTag=10, consumerTag=amq.ctag-H6qjuEJTupM-ihNzwi-dnA, consumerQueue=TestDequeueTwo])

• topic：匹配订阅模式，使用正则匹配到消息队列，能匹配到的都能接收到

RabbitMQ 有哪些重要组件

• ConnectionFactory（连接管理器）：应用程序与Rabbit之间建立连接的管理器，程序代码中使用。

• Channel（信道）：消息推送使用的通道。

• Exchange（交换器）：用于接受、分配消息。

• Queue（队列）：用于存储生产者的消息。

• RoutingKey（路由键）：用于把生成者的数据分配到交换器上。

• BindingKey（绑定键）：用于把交换器的消息绑定到队列上。

• Virtual host：用于消息隔离（类似Redis 16个db这种概念），最上层的消息路由，一个包含若干Exchange和Queue，同一个里面Exchange

Mq 消息确认机制

生产者确认机制

• 生产者使用的机制，用来确认消息是否被成功消费。

消费者接受确认 ConfirmCallback

• yml

rabbitmq:
    host: 127.0.0.1
    port: 5672
    username: guest
    password: guest
    # 发布消息成功到交换器后会触发回调方法
    publisher-confirm-type: correlated
    # 消息成功确认
    publisher-confirms: true
    # 指定消息确认模式为手动确认
    template:
      mandatory: true # 手动签收机制
    # 消息失败确认
    publisher-returns: true

• publisher-confirm-type：NONE 值是禁用发布确认模式，是默认值，CORRELATED 值是发布消息成功到交换器后会触发回调方法。SIMPLE值经测试有两种效果，其一效果和 CORRELATED 值一样会触发回调方法，其二在发布消息成功后使用 rabbitTemplate 调用 waitForConfirms 或 waitForConfirmsOrDie 方法等待 broker 节点返回发送结果，根据返回结果来判定下一步的逻辑，要注意的点是 waitForConfirmsOrDie 方法如果返回 false 则会关闭 channel，则接下来无法发送消息到 broker;
• RabbitTemplate只允许设置一个callback方法，你可以将RabbitTemplate的bean设为单例然后设置回调，在controller、service都设置为 protype

// 设置 bena 为多例
@Scope(ConfigurableBeanFactory.SCOPE_PROTOTYPE)

• 注册 noSingleRabbitTemplate bean

/**
     * 注册多例 bean
     *
     * @param connectionFactory connectionFactory
     * @return RabbitTemplate
     */
@Bean
@Scope(ConfigurableBeanFactory.SCOPE_PROTOTYPE)
public RabbitTemplate noSingleRabbitTemplate(ConnectionFactory connectionFactory) 
    RabbitTemplate template = new RabbitTemplate(connectionFactory);
    template.setMandatory(true);
    return template;

• test.java

@Scope(ConfigurableBeanFactory.SCOPE_PROTOTYPE)
@Service
public class RabbitMqServiceImpl implements RabbitMqService 

    @Resource(name = "noSingleRabbitTemplate")
    private RabbitTemplate rabbitTemplate;

    @Override
    public String testOne() 
        RabbitMqProduceConfirm confirm = new RabbitMqProduceConfirm();
        RabbitMqProduceReturnBack callback = new RabbitMqProduceReturnBack();
        rabbitTemplate.convertAndSend(RabbitMqConst.DEQUE_ONE, "hello world");
        // 生产者拿到没有到达消费者的消息
        rabbitTemplate.setReturnsCallback(callback);
        // 生产者得到消费者拿到消息的确认
        rabbitTemplate.setConfirmCallback(confirm);
        return null;
    
    

• RabbitMqProduceConfirm.java

public class RabbitMqProduceConfirm implements RabbitTemplate.ConfirmCallback 

    private static final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(RabbitMqProduceConfirm.class);

    @Override
    public void confirm(CorrelationData correlationData, boolean ack, String cause) 
        if (ack) 
            logger.info("ACK : ", JSON.toJSONString(correlationData));
         else 
            logger.info("ACK error");
        
    

将不可达目的地消息返回给生产者 ReturnsCallback

• yml

# 消息失败确认
publisher-returns: true

• RabbitMqProduceReturnBack.java

public class RabbitMqProduceReturnBack implements RabbitTemplate.ReturnsCallback

    private static final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(RabbitMqProduceReturnBack.class);

    @Override
    public void returnedMessage(ReturnedMessage returned) 
        logger.info("Confirmed RabbitMQ");
    

消费者确认

自动确认

• RabbitMQ消费者默认为自动确认，不会管消费者是否成功消费/处理了消息

根据情况确认

• 如果消息成功被消费（成功的意思是在消费的过程中没有抛出异常），则自动确认
• 当抛出 AmqpRejectAndDontRequeueException 异常的时候，则消息会被拒绝，且 requeue = false（不重新入队列）
• 当抛出 ImmediateAcknowledgeAmqpException 异常，则消费者会被确认
• 其他的异常，则消息会被拒绝，且 requeue = true（如果此时只有一个消费者监听该队列，则有发生死循环的风险，多消费端也会造成资源的极大浪费，这个在开发过程中一定要避免的）。可以通过 setDefaultRequeueRejected（默认是true）去设置

手动确认

• 消费者收到消息后，手动对消息进行处理，完成消费
• Basic.Ack ：用于确认当前消息
• Basic.Nack ：用于否定当前消息
• Basic.Reject ：用于拒绝当前消息

RabbitMQ broker

• 如果要使用RabbitMQ，必须先要安装一个RabbitMQ服务。这个服务就是Broker，中文叫做代理，因为MQ服务器帮我们对消息做了存储和转发。一般情况下为了保证服务的高可用，需要多个Broker。
• 客户端和服务端之间消息传递中介

RabbitMQ 如何确保消息接收方消费了消息

• 发送方进行Confirm确认和消息回退设置
• 消费方进行消息接收确认

RabbitMQ 消息基于什么传输

• RabbitMQ是基于信道Channel的方式来传输数据，排除了使用TCP链接来进行数据的传输，因为TCP链接创建和销毁对于系统性能的开销比较大，且并发能力受系统资源的限制，这样很容易造成rabbitMQ的性能瓶颈。
• 消费者链接RabbitMQ其实就是一个TCP链接，一旦链接创建成功之后，就会基于链接创建Channel，每个线程把持一个Channel,Channel复用TCP链接，减少了系统创建和销毁链接的消耗，提高了性能