05-RabbitMQ-发布确认

Posted 2021-10-19 快乐的小码农2号选手

一、发布确认原理

生产者将信道设置成 confirm 模式，一旦信道进入 confirm 模式，所有在该信道上面发布的消息都将会被指派一个唯一的 ID(从 1 开始)，一旦消息被投递到所有匹配的队列之后，broker就会发送一个确认给生产者(包含消息的唯一 ID)，这就使得生产者知道消息已经正确到达目的队列了，如果消息和队列是可持久化的，那么确认消息会在将消息写入磁盘之后发出，broker 回传给生产者的确认消息中 delivery-tag 域包含了确认消息的序列号，此外 broker 也可以设置basic.ack 的 multiple 域，表示到这个序列号之前的所有消息都已经得到了处理。

confirm 模式最大的好处在于他是异步的，一旦发布一条消息，生产者应用程序就可以在等信道返回确认的同时继续发送下一条消息，当消息最终得到确认之后，生产者应用便可以通过回调方法来处理该确认消息，如果 RabbitMQ 因为自身内部错误导致消息丢失，就会发送一条 nack 消息，生产者应用程序同样可以在回调方法中处理该 nack 消息。

二、发布确认的策略

1、开启发布确认

发布确认默认是没有开启的，如果要开启需要调用方法confirmSelect，每当你要想使用发布确认，都需要在channel 上调用该方法。（注意是生产者信道调用该方法）

2、单个发布确认

这是一种简单的确认方式，它是一种同步确认发布的方式，也就是发布一个消息之后只有它被确认发布，后续的消息才能继续发布，waitForConfirmsOrDie(long)这个方法只有在消息被确认的时候才返回，如果在指定时间范围内这个消息没有被确认那么它将抛出异常。

这种确认方式有一个最大的缺点就是：发布速度特别的慢，因为如果没有确认发布的消息就会阻塞所有后续消息的发布，这种方式最多提供每秒不超过数百条发布消息的吞吐量。当然对于某些应用程序来说这可能已经足够了。

单个发布示例代码：

/**
     * 单个发布确认
     */
    public static void publishMessageIndividually() throws Exception {
        // 随机生成一个队列名字
        String queueName = UUID.randomUUID().toString();
        // 获取信道
        Channel channel = RabbitMqUtil.getChannel();
        // 开启信道确认发布
        channel.confirmSelect();
        // 开始时间
        long start = System.currentTimeMillis();
        for (int i = 0; i < MESSAGE_COUNT; i++) {
            // 设置发送的消息
            String message = i + "message";
            channel.basicPublish("", queueName, null, message.getBytes());
            // 服务端返回 false 或超时时间内未返回，生产者可以消息重发
            // waitForConfirms() 返回该信息是否确认发布
            boolean flag = channel.waitForConfirms();
            if (flag) {
                System.out.println("发送成功");
            }
        }
        // 结束时间
        long end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("单个确认发布，发布时间为：" + (end - start) + "ms");
    }

3、批量确认发布

上面那种方式非常慢，与单个等待确认消息相比，先发布一批消息然后一起确认可以极大地提高吞吐量，当然这种方式的缺点就是:当发生故障导致发布出现问题时，不知道是哪个消息出现问题了，我们必须将整个批处理保存在内存中，以记录重要的信息而后重新发布消息。当然这种方案仍然是同步的，也一样阻塞消息的发布。

示例代码

 /**
     * 批量确认发布
     *
     * @throws Exception
     */
    public static void publishMessageBatch() throws Exception {
        // 随机生成一个队列名字
        String queueName = UUID.randomUUID().toString();
        // 获取信道
        Channel channel = RabbitMqUtil.getChannel();
        // 声明一个队列
        channel.queueDeclare(queueName, false, false, false, null);
        // 开启信道确认发布
        channel.confirmSelect();
        /**
         * 设置批量确认发布的数量，达到这个值再进行确认发布
         */
        int batchSize = 100;
        /**
         * 未确认消息的数量
         */
        int outstandingMessageCount = 0;
        // 开始时间
        long start = System.currentTimeMillis();
        for (int i = 0; i < MESSAGE_COUNT; i++) {
            // 设置发送的消息
            String message = i + "message";
            channel.basicPublish("", queueName, null, message.getBytes());
            outstandingMessageCount++;
            // 检测当前未发布的数量是否达到我们的指定值
            if (outstandingMessageCount == batchSize) {
                // 进行确认发布
                channel.waitForConfirms();
                // 重置未发布的数量为0
                outstandingMessageCount = 0;
            }
        }
        // 防止未达到指定的值存在未发布确认的消息，再次确认一下
        if (outstandingMessageCount != 0) {
            channel.waitForConfirms();
        }
        // 结束时间
        long end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("批量确认发布，发布时间为：" + (end - start) + "ms");
    }

4、异步确认

4.1、介绍

异步确认虽然编程逻辑比上两个要复杂，但是性价比最高，无论是可靠性还是效率都没得说，他是利用回调函数来达到消息可靠性传递的，这个中间件也是通过函数回调来保证是否投递成功，下面就让我们来详细讲解异步确认是怎么实现的。

4.2、原理图

我们的生产者只管发送消息，我们的发布确认监听器会自动的完成对我们的发布确认的监听，成功，失败都会被监听到，回调对应的接口。

4.3、程序设计流程图

4.4、处理异步未确认消息

最好的解决的解决方案就是把未确认的消息放到一个基于内存的能被发布线程访问的队列，比如说使用ConcurrentLinkedQueue ，这个队列在 confirm callbacks 与发布线程之间进行消息的传递，涉及到对多线程操作，

   /**
         * ConcurrentSkipListMap是线程安全有序的一个哈希表，适用于高并发的情况
         * 1.轻松的将序号与消息进行关联
         * 2.轻松批量删除条目 只要给到序列号
         * 3.支持并发访问
         * 4、用来存储我们消息非常适合（异步多线程）
         * 泛型解释：
         *  <我们消息表示号类型，消息发送的内容类型>
         */
        ConcurrentSkipListMap<Long, String> outstandingConfirms = new
                ConcurrentSkipListMap<>();

4.5、示例代码

 public static void publishMessageAsync() throws Exception {
        // 随机生成一个队列名字
        String queueName = UUID.randomUUID().toString();
        // 获取信道
        Channel channel = RabbitMqUtil.getChannel();
        // 声明一个队列
        channel.queueDeclare(queueName, false, false, false, null);
        // 开启信道确认发布
        channel.confirmSelect();

        /**
         * ConcurrentSkipListMap是线程安全有序的一个哈希表，适用于高并发的情况
         * 1.轻松的将序号与消息进行关联
         * 2.轻松批量删除条目 只要给到序列号
         * 3.支持并发访问
         * 4、用来存储我们消息非常适合（异步多线程）
         * 泛型解释：
         *  <我们消息表示号类型，消息发送的内容类型>
         */
        ConcurrentSkipListMap<Long, String> outstandingConfirms = new
                ConcurrentSkipListMap<>();

        /**
         * 消息确认成功的回调接口
         * 1、消息表示号
         * 2、是否为批量处理
         */
        ConfirmCallback ackCallback = (deliveryTag, multiple) -> {
            // 处理未确认消息步骤2： 删除掉我们已经记录的发布确认的消息
            if (multiple) {
                // 是批量处理的话，获取批量的key
                // 返回的是小于等于当前序列号deliveryTag的未确认消息 是一个 map
                ConcurrentNavigableMap<Long, String> confirmed =
                        outstandingConfirms.headMap(deliveryTag, true);
                // 清除这些已经确认发布的
                confirmed.clear();
            } else {
                // 不是批量处理，直接清除掉这个确认发布的
                outstandingConfirms.remove(deliveryTag);
            }
            System.out.println("消息tag:" + deliveryTag + "确认成功");
        };
        /**
         * 消息确认失败的回调接口
         * 1、消息的标识号
         * 2、是否为批处理
         */
        ConfirmCallback nackCallback = (deliveryTag, multiple) -> {
            String message = outstandingConfirms.get(deliveryTag);
            System.out.println("消息tag:" + deliveryTag + message + "确认失败");
        };

        /**
         * 添加一个异步确认的监听器，监听我们消息确认与否
         * 1.确认收到消息的回调
         * 2.未收到消息的回调
         */
        channel.addConfirmListener(ackCallback, nackCallback);

        // 开始时间
        long start = System.currentTimeMillis();
        // 因为是异步的所以我们当前只需要发布我们的消息，确认操作异步处理
        for (int i = 0; i < MESSAGE_COUNT; i++) {
            // 设置发送的消息
            String message = i + "message";
            channel.basicPublish("", queueName, null, message.getBytes());
            //  处理未确认消息，步骤1，记录下所有发布的消息
            /**
             * channel.getNextPublishSeqNo()获取下一个消息的序列号
             * 通过序列号与消息体进行一个关联
             * 全部都是未确认的消息体
             */
            outstandingConfirms.put(channel.getNextPublishSeqNo(), message);
        }
        // 结束时间
        long end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("异步确认发布，发布时间为：" + (end - start) + "ms");
    }