RabbitMQ如何保证可靠

0. RabbitMQ不可靠原因

消息从生产者到消费者的每一步都可能导致消息丢失：

• 发送消息时丢失： - 生产者发送消息时连接MQ失败- 生产者发送消息到达MQ后未找到Exchange- 生产者发送消息到达MQ的Exchange后，未找到合适的Queue- 消息到达MQ后，处理消息的进程发生异常
• MQ导致消息丢失： - 消息到达MQ，保存到队列后，尚未消费就突然宕机
• 消费者处理消息时： - 消息接收后尚未处理突然宕机- 消息接收后处理过程中抛出异常

1. 发送者的可靠性

1.1 生产者重试机制

解决生产者发送消息时，出现了网络故障，导致与MQ的连接中断。

spring:rabbitmq:connection-timeout: 1s # 设置MQ的连接超时时间template:retry:enabled:true# 开启超时重试机制initial-interval: 1000ms # 失败后的初始等待时间multiplier:1# 失败后下次的等待时长倍数，下次等待时长 = initial-interval * multipliermax-attempts:3# 最大重试次数

1.2 生产者确认机制

• 当消息投递到MQ，但是路由失败时，通过Publisher Return返回异常信息，同时返回ack的确认信息，代表投递成功
• 临时消息投递到了MQ，并且入队成功，返回ACK，告知投递成功
• 持久消息投递到了MQ，并且入队完成持久化，返回ACK ，告知投递成功
• 其它情况都会返回NACK，告知投递失败

其中ack和nack属于Publisher Confirm机制，ack是投递成功；nack是投递失败。而return则属于Publisher Return机制。
默认两种机制都是关闭状态，需要通过配置文件来开启。

开启Confirm和Return

spring:rabbitmq:publisher-confirm-type: correlated # 开启publisher confirm机制，并设置confirm类型publisher-returns:true# 开启publisher return机制

这里publisher-confirm-type有三种模式可选：

• none：关闭confirm机制
• simple：同步阻塞等待MQ的回执
• correlated：MQ异步回调返回回执

一般使用correlated，回调机制。

定义ReturnCallback

@Slf4j@AllArgsConstructor@ConfigurationpublicclassMqConfig{privatefinalRabbitTemplate rabbitTemplate;@PostConstructpublicvoidinit(){
        rabbitTemplate.setReturnsCallback(newRabbitTemplate.ReturnsCallback(){@OverridepublicvoidreturnedMessage(ReturnedMessage returned){
                log.error("触发return callback,");
                log.debug("exchange: {}", returned.getExchange());
                log.debug("routingKey: {}", returned.getRoutingKey());
                log.debug("message: {}", returned.getMessage());
                log.debug("replyCode: {}", returned.getReplyCode());
                log.debug("replyText: {}", returned.getReplyText());}});}}

定义ConfirmCallback

@TestvoidtestPublisherConfirm(){// 1.创建CorrelationDataCorrelationData cd =newCorrelationData();// 2.给Future添加ConfirmCallback
    cd.getFuture().addCallback(newListenableFutureCallback<CorrelationData.Confirm>(){@OverridepublicvoidonFailure(Throwable ex){// 2.1.Future发生异常时的处理逻辑，基本不会触发
            log.error("send message fail", ex);}@OverridepublicvoidonSuccess(CorrelationData.Confirm result){// 2.2.Future接收到回执的处理逻辑，参数中的result就是回执内容if(result.isAck()){// result.isAck()，boolean类型，true代表ack回执，false 代表 nack回执
                log.debug("发送消息成功，收到 ack!");}else{// result.getReason()，String类型，返回nack时的异常描述
                log.error("发送消息失败，收到 nack, reason : {}", result.getReason());}}});// 3.发送消息
    rabbitTemplate.convertAndSend("harry.direct","q","hello", cd);}

开启生产者确认比较消耗MQ性能，一般不建议开启。而且触发确认的几种情况：

• 路由失败：一般是因为RoutingKey错误导致，往往是编程导致
• 交换机名称错误：同样是编程错误导致
• MQ内部故障：这种需要处理，但概率往往较低。因此只有对消息可靠性要求非常高的业务才需要开启，而且仅仅需要开启ConfirmCallback处理nack就可以了。

2. MQ的可靠性

2.1 数据持久化

为了提升性能，默认情况下MQ的数据都是在内存存储的临时数据，重启后就会消失。为了保证数据的可靠性，必须配置数据持久化，包括：

• 交换机持久化
• 队列持久化
• 消息持久化 可以在控制台界面设置。设置为Durable就是持久化模式，Transient就是临时模式。

2.2 LazyQueue

在默认情况下，RabbitMQ会将接收到的信息保存在内存中以降低消息收发的延迟。但在某些特殊情况下，这会导致消息积压，比如：

• 消费者宕机或出现网络故障
• 消息发送量激增，超过了消费者处理速度
• 消费者处理业务发生阻塞

一旦出现消息堆积问题，RabbitMQ的内存占用就会越来越高，直到触发内存预警上限。此时RabbitMQ会将内存消息刷到磁盘上，这个行为成为PageOut.
PageOut会耗费一段时间，并且会阻塞队列进程。因此在这个过程中RabbitMQ不会再处理新的消息，生产者的所有请求都会被阻塞。

为了解决这个问题，从RabbitMQ的3.6.0版本开始，就增加了Lazy Queues的模式，也就是惰性队列。惰性队列的特征如下：

• 接收到消息后直接存入磁盘而非内存
• 消费者要消费消息时才会从磁盘中读取并加载到内存（也就是懒加载）
• 支持数百万条的消息存储

而在3.12版本之后，LazyQueue已经成为所有队列的默认格式。因此官方推荐升级MQ为3.12版本或者所有队列都设置为LazyQueue模式。

在添加队列的时候，添加x-queue-mod=lazy参数即可设置队列为Lazy模式：
代码方式

@BeanpublicQueuelazyQueue(){returnQueueBuilder.durable("lazy.queue").lazy()// 开启Lazy模式.build();}

@RabbitListener(queuesToDeclare =@Queue(
        name ="lazy.queue",
        durable ="true",
        arguments =@Argument(name ="x-queue-mode", value ="lazy")))publicvoidlistenLazyQueue(String msg){
    log.info("接收到 lazy.queue的消息：{}", msg);}

3. 消费者的可靠性

3.1 消费者确认机制

为了确认消费者是否成功处理消息，RabbitMQ提供了消费者确认机制（Consumer Acknowledgement）。即：当消费者处理消息结束后，应该向RabbitMQ发送一个回执，告知RabbitMQ自己消息处理状态。回执有三种可选值：

• ack：成功处理消息，RabbitMQ从队列中删除该消息
• nack：消息处理失败，RabbitMQ需要再次投递消息
• reject：消息处理失败并拒绝该消息，RabbitMQ从队列中删除该消息

一般reject方式用的较少，除非是消息格式有问题，那就是开发问题了。因此大多数情况下我们需要将消息处理的代码通过try catch机制捕获，消息处理成功时返回ack，处理失败时返回nack.

由于消息回执的处理代码比较统一，因此SpringAMQP帮我们实现了消息确认。并允许我们通过配置文件设置ACK处理方式，有三种模式：

• none：不处理。即消息投递给消费者后立刻ack，消息会立刻从MQ删除。非常不安全，不建议使用
• manual：手动模式。需要自己在业务代码中调用api，发送ack或reject，存在业务入侵，但更灵活
• auto：自动模式。SpringAMQP利用AOP对我们的消息处理逻辑做了环绕增强，当业务正常执行时则自动返回ack. 当业务出现异常时，根据异常判断返回不同结果： - 如果是业务异常，会自动返回nack；- 如果是消息处理或校验异常，自动返回reject;

spring:rabbitmq:listener:simple:acknowledge-mode: none # 不做处理

3.2 失败重试机制

当消费者出现异常后，消息会不断requeue（重入队）到队列，再重新发送给消费者。如果消费者再次执行依然出错，消息会再次requeue到队列，再次投递，直到消息处理成功为止。

spring:rabbitmq:listener:simple:retry:enabled:true# 开启消费者失败重试initial-interval: 1000ms # 初识的失败等待时长为1秒multiplier:1# 失败的等待时长倍数，下次等待时长 = multiplier * last-intervalmax-attempts:3# 最大重试次数stateless:true# true无状态；false有状态。如果业务中包含事务，这里改为false

3.3 失败处理策略

@Configuration@ConditionalOnProperty(name ="spring.rabbitmq.listener.simple.retry.enabled", havingValue ="true")publicclassErrorMessageConfig{@BeanpublicDirectExchangeerrorMessageExchange(){returnnewDirectExchange("error.direct");}@BeanpublicQueueerrorQueue(){returnnewQueue("error.queue",true);}@BeanpublicBindingerrorBinding(Queue errorQueue,DirectExchange errorMessageExchange){returnBindingBuilder.bind(errorQueue).to(errorMessageExchange).with("error");}@BeanpublicMessageRecovererrepublishMessageRecoverer(RabbitTemplate rabbitTemplate){returnnewRepublishMessageRecoverer(rabbitTemplate,"error.direct","error");}}

3.4 业务幂等性

3.4.1 唯一消息ID

1. 每一条消息都生成一个唯一的id，与消息一起投递给消费者。
2. 消费者接收到消息后处理自己的业务，业务处理成功后将消息ID保存到数据库
3. 如果下次又收到相同消息，去数据库查询判断是否存在，存在则为重复消息放弃处理。

@BeanpublicMessageConvertermessageConverter(){// 1.定义消息转换器Jackson2JsonMessageConverter jjmc =newJackson2JsonMessageConverter();// 2.配置自动创建消息id，用于识别不同消息，也可以在业务中基于ID判断是否是重复消息
    jjmc.setCreateMessageIds(true);return jjmc;}

3.4.2 业务判断

例如处理消息的业务逻辑是把订单状态从未支付修改为已支付。因此我们就可以在执行业务时判断订单状态是否是未支付，如果不是则证明订单已经被处理过，无需重复处理。

3.5 兜底方案

既然MQ通知不一定发送到交易服务，那么交易服务就必须自己主动去查询支付状态。这样即便支付服务的MQ通知失败，我们依然能通过主动查询来保证订单状态的一致。