RabbitMQ消息队列 顺序消费、消息丢失、重复消费等问题

MQ有什么用？

消息队列使用场景很多，最常见的是： 解耦、异步、削峰
1.解耦： 使用消息队列避免模块间的直接调用。将所需共享的数据放在消息队列中，对于新增的业务模块，只要对该类消息感兴趣就可以订阅该消息，对原有系统无影响，降低各个模块的耦合度，提高系统可扩展性

2.异步： 消息队列提供了异步处理机制，在很多时候应用不需要立即处理消息，允许应用把一些消息放入中间件中，不立即处理，而是在之后需要的时候慢慢处理。

3.削峰： 访问量骤增的场景下，为了保证系统的平稳性，使用消息队列可以使关键组件支撑突发访问压力，不会因为超负荷而请求完全崩溃。高峰期的消息可以被积压起来，在随后的时间内进行平滑处理完成，不至于让系统短时间内无法承载而导致崩溃。在电商网站的秒杀抢购这种突发性流量很强的业务中，消息队列的强大缓冲能力可以起到削峰的作用。

生产者和消费者模式

生产者-消费者问题，实际上主要是包含了两类线程。一类是生产者线程用于生产数据，另一类是消费者线程用于消费数据，为了解耦生产者和消费者的关系，采用共享的数据区域，就像是一个仓库，生产者生产数据之后直接放在共享数据区中， 不需要关心消费者的行为。而消费者只需要从共享数据中心中去获取数据 ，不需要关心生产者的行为。
并且，这个数据共享中心应该具备并发协作的功能：如果共享数据区满了，阻塞生产者继续放入数据，如果共享数据区为空，阻塞消费者继续消费数据。

Java语言中，实现生产者和消费者问题时可以采用三种同步方式：

1. wait/notify 的消息通知机制
2. Lock 的Condition 的awati / signal 的消息通知机制
3. 使用BlockingQueue

消息队列如何保证顺序消费

实际项目中，比如订单系统要同步订单表的数据到大数据部门的MySQL库中，通常做法是通过Canal这样的中间件去监听binlog，然后再把这些binlog 发送到MQ中， 然后消费者从MQ中获取binlog数据落地到大数据部门的MySQL中。

在这个过程，可能有订单的增删改操作， binlog数据一定是有序的，比如 binlog 执行顺序是 增加、修改。
但是消费者可能拿到的顺序是修改、增加，这就数据缺失异常了。不同的消息队列，产生错乱的原因可能有细微差别，但是总体思路差不多。
拿RabbitMQ举例：
错乱场景1：
一个queue，有多个consumer去消费， 因为我们无法保证先读到消息的 consumer 一定先完成操作，所以可能导致顺序错乱

出现这个问题的主要原因是，不同消息都发送到了一个queue 中，然后多个消费者消费同一个queue的消息。
所以我们可以给 RabbitMQ 创建多个queue， 每个消费者只消费一个queue， 生产者根据订单号，把订单号相同的消息放入一个同一个queue。这样同一个订单号的消息就只会被同一个消费者顺序消费。

错乱场景2：
一个queue，一个consumer去消费， 但是 consumer 里面进行了多线程消费， 无法保证哪个线程先执行完，可能导致顺序错乱

针对这种情况可以引入多个内存队列，同一个订单号的消息放入一个队列中，线程不直接消费消息，而是从队列中取出消息去消费

错乱场景3：
生产者到MQ中间，消息由于网络延迟或者出现重试，导致原本 binlog 顺序是 1 2 3，发送到 MQ 的 queue 中变成了 1 3 2。
导致queue中的消息就是错乱的

针对这种情况， 可以在消费者端做一个乱序处理， 根据 binlog 日志中的偏移量可以确定这个消息执行顺序。 偏移量就是 binlog 写这条记录的时候的位置， 这个顺序一定是正确的。 对于同一个订单，如果遇到偏移量更小的消息，就丢弃。 比如：插入、修改、删除。 顺序变成了插入、删除、修改，执行到修改发现偏移量比删除的低，丢弃这个消息。当然如果顺序变成修改、插入、删除的话，执行修改的时候的先插入一条数据。

消息队列如何保证消息不丢

丢数据一般有两种情况：一种是MQ把数据丢了，一种是消费时把数据丢了。
场景1
生产者将数据发送到RabbitMQ的时候，传输过程中因为网络等问题将数据丢了
解决办法：
①启用RaibbitMQ提供的事务功能，生产者发送数据前开启事务，如果消息没有成功被RabbitMQ接收到，生产者会报错，这时候可以回滚事务，然后尝试重新发送。缺点就是RabbitMQ开启事务会变成同步阻塞操作，使用事务消息， 性能下降250倍， 所以引入消息确认机制
② 发送方确认机制。 生产者配置开启发送方确认模式，并设置确认回调。 只要消息到达 Broker（消息代理）， 就会触发confirmCallback, 表示服务器成功收到消息。消息用数据库记录，定时检查重发没有成功的消息
还得开启发送端消息抵达队列确认，并设置回调。如果消息成功抵达 broker， 不一定能成功投递到队列，如果交换机没能成功将消息投递到队列，就会触发 returnCallBack

场景2
RabbitMQ 断电重启了，导致丢消息。
针对这种情况，RabbitMQ有自己的持久化功能，可以把消息持久化到磁盘，RabbitMQ重启后自动读取之前存储的数据。
而且持久化可以和发送方确认机制配合，消息持久化到磁盘后才会回复发送方ack，这样生产者收不到ack回调，也会重发消息。

场景3
消费者消费的时候挂了。导致数据丢失

针对这种情况，使用RabbitMQ的 消费端确认机制。 首先关闭 RabbitMQ 的自动 ACK，每次确保处理完消息之后，再手动调用ack。这样服务器宕机或者bug导致没有正确ack， 消息会重新入队。

如何保证不重复消费

重复消费的原因：正常情况，消费完毕，RabbitMQ会回复一个确认消息给消息队列，消息队列就把这个消息删除了，但是因为宕机或者网络导致确认消息没返回成功，消息队列不知道自己消费过该消息，会将消息再次分发。
重复消费不可怕，可怕的是没能考虑到重复消费之后，怎么保证幂等性。
解决方法：

1. 消费者的业务逻辑接口设计成幂等性的。比如扣除库存的时候，带上唯一的订单号和状态标志，消费到这个消息的时候先去redis里查一下之前消费过没有，消费过就不处理。
2. 使用防重表，每个消息都有业务唯一标识，处理过就不处理了。
3. 或者使用唯一键，保证重复数据不会插入多条

消息积压怎么解决

消息积压原因：

1. 消费者宕机一段时间， 而发送者还在源源不断的发送消息， 导致消息都积压在队列中；
2. 消费者消费能力不足， 不足以匹配发送者发送消息的频率；
3. 发送者发送流量过大。

解决方法：

1. 在发送端限制消息的发送；
2. 上线更多的消费者；
3. 上线一个专门处理消息的消费者， 将消息全部拿出来存入数据库， 之后再进行离线处理

RabbitMQ如何实现分布式事务？可靠消息最终一致性

1. 确认生产者把消息投递到了MQ的队列中， 采用本地事务消息、定时任务、消息确认机制 消息写入数据库后投递消息，投递成功删除消息。定时扫描投递失败的的消息进行重试
2. 确定消费者能正确的消费消息，采用手动ACK模式、方法幂等性、重试机制。 有些业务可能还需要保证消息顺序消费
3. 始终不能消费的消息通知人工介入