RabbitMQ如何保证消息的可靠投递？-rabbitmq 可靠投递

Spring Boot整合RabbitMQ

github地址：

https://github.com/erlieStar/rabbitmq-examples

Spring有三种配置方式

基于XML
基于JavaConfig
基于注解

当然现在已经很少使用XML来做配置了，只介绍一下用JavaConfig和注解的配置方式

RabbitMQ整合Spring Boot，我们只需要增加对应的starter即可

<dependency> 
  <groupId>org.springframework.boot</groupId> 
  <artifactId>spring-boot-starter-amqp</artifactId> 
</dependency>

基于注解

在application.yaml的配置如下

spring: 
  rabbitmq: 
    host: myhost 
    port: 5672 
    username: guest 
    password: guest 
    virtual-host: / 
 
log: 
  exchange: log.exchange 
  info: 
    queue: info.log.queue 
    binding-key: info.log.key 
  error: 
    queue: error.log.queue 
    binding-key: error.log.key 
  all: 
    queue: all.log.queue 
    binding-key: '*.log.key'

消费者代码如下

@Slf4j 
@Component 
public class LogReceiverListener { 
 
    /** 
     * 接收info级别的日志 
     */ 
    @RabbitListener( 
            bindings = @QueueBinding( 
                    value = @Queue(value = "${log.info.queue}", durable = "true"), 
                    exchange = @Exchange(value = "${log.exchange}", type = ExchangeTypes.TOPIC), 
                    key = "${log.info.binding-key}" 
            ) 
    ) 
    public void infoLog(Message message) { 
        String msg = new String(message.getBody()); 
        log.info("infoLogQueue 收到的消息为: {}", msg); 
    } 
 
    /** 
     * 接收所有的日志 
     */ 
    @RabbitListener( 
            bindings = @QueueBinding( 
                    value = @Queue(value = "${log.all.queue}", durable = "true"), 
                    exchange = @Exchange(value = "${log.exchange}", type = ExchangeTypes.TOPIC), 
                    key = "${log.all.binding-key}" 
            ) 
    ) 
    public void allLog(Message message) { 
        String msg = new String(message.getBody()); 
        log.info("allLogQueue 收到的消息为: {}", msg); 
    } 
}

生产者如下

@RunWith(SpringRunner.class) 
@SpringBootTest 
public class MsgProducerTest { 
 
    @Autowired 
    private AmqpTemplate amqpTemplate; 
    @Value("${log.exchange}") 
    private String exchange; 
    @Value("${log.info.binding-key}") 
    private String routingKey; 
 
    @SneakyThrows 
    @Test 
    public void sendMsg() { 
        for (int i = 0; i < 5; i++) { 
            String message = "this is info message " + i; 
            amqpTemplate.convertAndSend(exchange, routingKey, message); 
        } 
 
        System.in.read(); 
    } 
}

Spring Boot针对消息ack的方式和原生api针对消息ack的方式有点不同

原生api消息ack的方式

消息的确认方式有2种

自动确认(autoAck=true)

手动确认(autoAck=false)

消费者在消费消息的时候，可以指定autoAck参数

String basicConsume(String queue, boolean autoAck, Consumer callback)

autoAck=false: RabbitMQ会等待消费者显示回复确认消息后才从内存(或者磁盘)中移出消息

autoAck=true: RabbitMQ会自动把发送出去的消息置为确认，然后从内存(或者磁盘)中删除，而不管消费者是否真正的消费了这些消息

手动确认的方法如下，有2个参数

basicAck(long deliveryTag, boolean multiple)

deliveryTag: 用来标识信道中投递的消息。RabbitMQ 推送消息给Consumer时，会附带一个deliveryTag，以便Consumer可以在消息确认时告诉RabbitMQ到底是哪条消息被确认了。

RabbitMQ保证在每个信道中，每条消息的deliveryTag从1开始递增

multiple=true: 消息id<=deliveryTag的消息，都会被确认

myltiple=false: 消息id=deliveryTag的消息，都会被确认

消息一直不确认会发生啥?

如果队列中的消息发送到消费者后，消费者不对消息进行确认，那么消息会一直留在队列中，直到确认才会删除。

如果发送到A消费者的消息一直不确认，只有等到A消费者与rabbitmq的连接中断，rabbitmq才会考虑将A消费者未确认的消息重新投递给另一个消费者

Spring Boot中针对消息ack的方式

有三种方式，定义在AcknowledgeMode枚举类中

方式	解释
NONE	没有ack，等价于原生api中的autoAck=true
MANUAL	用户需要手动发送ack或者nack
AUTO	方法正常结束，spring boot 框架返回ack，发生异常spring boot框架返回nack

spring boot针对消息默认的ack的方式为AUTO。

在实际场景中，我们一般都是手动ack。

application.yaml的配置改为如下

spring: 
  rabbitmq: 
    host: myhost 
    port: 5672 
    username: guest 
    password: guest 
    virtual-host: / 
    listener: 
      simple: 
        acknowledge-mode: manual # 手动ack，默认为auto

相应的消费者代码改为

@Slf4j 
@Component 
public class LogListenerManual { 
 
    /** 
     * 接收info级别的日志 
     */ 
    @RabbitListener( 
            bindings = @QueueBinding( 
                    value = @Queue(value = "${log.info.queue}", durable = "true"), 
                    exchange = @Exchange(value = "${log.exchange}", type = ExchangeTypes.TOPIC), 
                    key = "${log.info.binding-key}" 
            ) 
    ) 
    public void infoLog(Message message, Channel channel) throws Exception { 
        String msg = new String(message.getBody()); 
        log.info("infoLogQueue 收到的消息为: {}", msg); 
        try { 
            // 这里写各种业务逻辑 
            channel.basicAck(message.getMessageProperties().getDeliveryTag(), false); 
        } catch (Exception e) { 
            channel.basicNack(message.getMessageProperties().getDeliveryTag(), false, false); 
        } 
    } 
}

我们上面用到的注解，作用如下

注解	作用
RabbitListener	消费消息，可以定义在类上，方法上，当定义在类上时需要和RabbitHandler配合使用
QueueBinding	定义绑定关系
Queue	定义队列
Exchange	定义交换机
RabbitHandler	RabbitListener定义在类上时，需要用RabbitHandler指定处理的方法

基于JavaConfig

既然用注解这么方便，为啥还需要JavaConfig的方式呢?

JavaConfig方便自定义各种属性，比如同时配置多个virtual host等

具体代码看GitHub把

RabbitMQ如何保证消息的可靠投递

一个消息往往会经历如下几个阶段

在这里插入图片描述

所以要保证消息的可靠投递，只需要保证这3个阶段的可靠投递即可

生产阶段

这个阶段的可靠投递主要靠ConfirmListener(发布者确认)和ReturnListener(失败通知)

前面已经介绍过了，一条消息在RabbitMQ中的流转过程为

producer -> rabbitmq broker cluster -> exchange -> queue -> consumer

ConfirmListener可以获取消息是否从producer发送到broker

ReturnListener可以获取从exchange路由不到queue的消息

我用Spring Boot Starter 的api来演示一下效果

application.yaml

spring: 
  rabbitmq: 
    host: myhost 
    port: 5672 
    username: guest 
    password: guest 
    virtual-host: / 
    listener: 
      simple: 
        acknowledge-mode: manual # 手动ack，默认为auto 
 
log: 
  exchange: log.exchange 
  info: 
    queue: info.log.queue 
    binding-key: info.log.key

发布者确认回调

@Component 
public class ConfirmCallback implements RabbitTemplate.ConfirmCallback { 
 
    @Autowired 
    private MessageSender messageSender; 
 
    @Override 
    public void confirm(CorrelationData correlationData, boolean ack, String cause) { 
        String msgId = correlationData.getId(); 
        String msg = messageSender.dequeueUnAckMsg(msgId); 
        if (ack) { 
            System.out.println(String.format("消息 {%s} 成功发送给mq", msg)); 
        } else { 
            // 可以加一些重试的逻辑 
            System.out.println(String.format("消息 {%s} 发送mq失败", msg)); 
        } 
    } 
}

失败通知回调

@Component 
public class ReturnCallback implements RabbitTemplate.ReturnCallback { 
 
    @Override 
    public void returnedMessage(Message message, int replyCode, String replyText, String exchange, String routingKey) { 
        String msg = new String(message.getBody()); 
        System.out.println(String.format("消息 {%s} 不能被正确路由，routingKey为 {%s}", msg, routingKey)); 
    } 
}

@Configuration 
public class RabbitMqConfig { 
 
    @Bean 
    public ConnectionFactory connectionFactory( 
            @Value("${spring.rabbitmq.host}") String host, 
            @Value("${spring.rabbitmq.port}") int port, 
            @Value("${spring.rabbitmq.username}") String username, 
            @Value("${spring.rabbitmq.password}") String password, 
            @Value("${spring.rabbitmq.virtual-host}") String vhost) { 
        CachingConnectionFactory connectionFactory = new CachingConnectionFactory(host); 
        connectionFactory.setPort(port); 
        connectionFactory.setUsername(username); 
        connectionFactory.setPassword(password); 
        connectionFactory.setVirtualHost(vhost); 
        connectionFactory.setPublisherConfirms(true); 
        connectionFactory.setPublisherReturns(true); 
        return connectionFactory; 
    } 
 
    @Bean 
    public RabbitTemplate rabbitTemplate(ConnectionFactory connectionFactory, 
                                         ReturnCallback returnCallback, ConfirmCallback confirmCallback) { 
        RabbitTemplate rabbitTemplate = new RabbitTemplate(connectionFactory); 
        rabbitTemplate.setReturnCallback(returnCallback); 
        rabbitTemplate.setConfirmCallback(confirmCallback); 
        // 要想使 returnCallback 生效，必须设置为true 
        rabbitTemplate.setMandatory(true); 
        return rabbitTemplate; 
    } 
}

这里我对RabbitTemplate做了一下包装，主要就是发送的时候增加消息id，并且保存消息id和消息的对应关系，因为RabbitTemplate.ConfirmCallback只能拿到消息id，并不能拿到消息内容，所以需要我们自己保存这种映射关系。在一些可靠性要求比较高的系统中，你可以将这种映射关系存到数据库中，成功发送删除映射关系，失败则一直发送

@Component 
public class MessageSender { 
 
    @Autowired 
    private RabbitTemplate rabbitTemplate; 
 
    public final Map<String, String> unAckMsgQueue = new ConcurrentHashMap<>(); 
 
    public void convertAndSend(String exchange, String routingKey, String message) { 
        String msgId = UUID.randomUUID().toString(); 
        CorrelationData correlationData = new CorrelationData(); 
        correlationData.setId(msgId); 
        rabbitTemplate.convertAndSend(exchange, routingKey, message, correlationData); 
        unAckMsgQueue.put(msgId, message); 
    } 
 
    public String dequeueUnAckMsg(String msgId) { 
        return unAckMsgQueue.remove(msgId); 
    } 
 
}

测试代码为

@RunWith(SpringRunner.class) 
@SpringBootTest 
public class MsgProducerTest { 
 
    @Autowired 
    private MessageSender messageSender; 
    @Value("${log.exchange}") 
    private String exchange; 
    @Value("${log.info.binding-key}") 
    private String routingKey; 
 
    /** 
     * 测试失败通知 
     */ 
    @SneakyThrows 
    @Test 
    public void sendErrorMsg() { 
        for (int i = 0; i < 3; i++) { 
            String message = "this is error message " + i; 
            messageSender.convertAndSend(exchange, "test", message); 
        } 
        System.in.read(); 
    } 
 
    /** 
     * 测试发布者确认 
     */ 
    @SneakyThrows 
    @Test 
    public void sendInfoMsg() { 
        for (int i = 0; i < 3; i++) { 
            String message = "this is info message " + i; 
            messageSender.convertAndSend(exchange, routingKey, message); 
        } 
        System.in.read(); 
    } 
}

先来测试失败者通知

输出为

消息 {this is error message 0} 不能被正确路由，routingKey为 {test} 
消息 {this is error message 0} 成功发送给mq 
消息 {this is error message 2} 不能被正确路由，routingKey为 {test} 
消息 {this is error message 2} 成功发送给mq 
消息 {this is error message 1} 不能被正确路由，routingKey为 {test} 
消息 {this is error message 1} 成功发送给mq

消息都成功发送到broker，但是并没有被路由到queue中

再来测试发布者确认

输出为

消息 {this is info message 0} 成功发送给mq 
infoLogQueue 收到的消息为: {this is info message 0} 
infoLogQueue 收到的消息为: {this is info message 1} 
消息 {this is info message 1} 成功发送给mq 
infoLogQueue 收到的消息为: {this is info message 2} 
消息 {this is info message 2} 成功发送给mq

消息都成功发送到broker，也成功被路由到queue中

存储阶段

这个阶段的高可用还真没研究过，毕竟集群都是运维搭建的，后续有时间的话会把这快的内容补充一下

消费阶段

消费阶段的可靠投递主要靠ack来保证。

总而言之，在生产环境中，我们一般都是单条手动ack，消费失败后不会重新入队(因为很大概率还会再次失败)，而是将消息重新投递到死信队列，方便以后排查问题

总结一下各种情况

ack后消息从broker中删除
nack或者reject后，分为如下2种情况

(1) reque=true，则消息会被重新放入队列

(2) reque=fasle，消息会被直接丢弃，如果指定了死信队列的话，会被投递到死信队列

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