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RabbitMQ高频面试题整理

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1、RabbitMQ如何保证消息不丢失

RabbitMQ 提供了相应的解决方案:

1)confirm 消息确认机制 (生产者)

confirm 模式是 RabbitMQ 提供的一种消息可靠性保障机制。当生产者通过 confirm 模式发送消息时,它会等待RabbitMQ 的确认,确保消息已经被正确地投递到了指定的 Exchange 中。

  • 消息正确投递到 queue 时,会返回 ack。
  • 消息没有正确投递到 queue 时,会返回 nack。如果 exchange 没有绑定 queue,也会出现消息丢失

使用方法:

  • 生产者通过 confirm.select 方法将 Channel 设置为 Confirm 模式。
  • 发送消息后,通过添加 add confirm listener 方法,监听消息的确认状态.

2)消息持久化机制 (RabbitMQ 服务)

持久化机制是指将消息存储到磁盘,以保证在 RabbitMQ 服务器宕机或重启时,消息不会丢失使用方法:

  • 生产者通过将消息的 delivery_mode 属性设置为 2,将消息标记为持久化。
  • 队列也需要进行持久化设置,确保队列在 RabbitMQ 服务器重启后仍然存在。经典队列需要将durable属性设置为true。而仲裁队列和流式队列默认必须持久化保存。

注意事项:

  • 持久化机制会影响性能,因此在需要确保消息不丢失的场景下使用。

3)ACK 事务机制(消费者)

ACK 事务机制用于确保消息被正确消费。当消息被消费者成功处理后,消费者发送确认 (ACK)给 RabbitMQ,告知消息可以被移除。这个过程是自动处理的,也可以关闭进行手工发送 ACK。

使用方法:

  • 在 RabbitMQ 中,ACK 机制默认是开启的。当消息被消费者接收后,会立即从队列中删除,除非消费者发生异常。
  • 可以手动开启 ACK 机制,通过将 auto_ack 参数设置为 False,手动控制消息的 ACK

注意事项:

  • ACK 机制可以确保消息不会被重复处理,但如果消费者发生异常或者未发送 ACK,消息可能会被重复投递

2、RabbitMQ 中有哪几种交换机类型?

RabbitMQ 提供了5种不同类型的交换机,每种交换机都有其特定的路由逻辑:

1) Direct Exchange

Direct Exchange

根据消息的路由键(Routing Key)精确

地将消息路由到队列。

  • 路由规则:消息被路由到路由键完全匹配的队列。
  • 使用场景:需要将消息发送到特定队列的情况。
  • 例子:
channel.exchangeDeclare("directExchange","direct");
channel.queueBind("queue1","directExchange","routingKey1");
channel.queueBind("queue2","directExchange","routingKey2");// 发送消息
channel.basicPublish("directExchange","routingKey1",null,"Message to queue1".getBytes());
channel.basicPublish("directExchange","routingKey2",null,"Message to queue2".getBytes());

2)Fanout Exchange

Fanout Exchange 将消息

广播

到绑定到该交换机的所有队列。

  • 路由规则:消息会被路由到所有与该交换机绑定的队列。
  • 使用场景:广播消息到多个队列的情况。
  • 例子:
channel.exchangeDeclare("fanoutExchange","fanout");
channel.queueBind("queue1","fanoutExchange","");
channel.queueBind("queue2","fanoutExchange","");// 发送消息
channel.basicPublish("fanoutExchange","",null,"Broadcast Message".getBytes());

3)Topic Exchange

Topic Exchange 根据消息的路由键模式(通常是带点号的字符串)将消息路由到匹配的队列。

  • 路由规则:路由键和绑定键(Binding Key)是点号分隔的字符串。绑定键可以包含两个特殊字符:*(匹配一个单词)和 #(匹配零个或多个单词)。
  • 使用场景:需要基于模式(如日志级别、地理位置等)路由消息的情况。
  • 例子:
channel.exchangeDeclare("topicExchange","topic");
channel.queueBind("queue1","topicExchange","key1.*");
channel.queueBind("queue2","topicExchange","key2.#");// 发送消息
channel.basicPublish("topicExchange","key1.test",null,"Message to queue1".getBytes());
channel.basicPublish("topicExchange","key2.test.sub",null,"Message to queue2".getBytes());

4)Headers Exchange

Headers Exchange 根据消息的头属性(Headers)进行路由。与其他交换机不同,Headers Exchange 不使用路由键。

  • 路由规则:消息的头属性必须与绑定的头属性完全匹配,才能将消息路由到相应的队列。
  • 使用场景:需要基于消息的多个属性进行复杂路由的情况。
  • 例子:
Map<String,Object> headers =newHashMap<>();
headers.put("header1","value1");
headers.put("header2","value2");

channel.exchangeDeclare("headersExchange","headers");
channel.queueBind("queue1","headersExchange","",newAMQP.BasicProperties.Builder().headers(headers).build());// 发送消息AMQP.BasicProperties props =newAMQP.BasicProperties.Builder().headers(headers).build();
channel.basicPublish("headersExchange","", props,"Message to queue1".getBytes());

5) Default Exchange

Default Exchange 是 RabbitMQ 内置的一个隐式交换机,每个队列在创建时会自动绑定到这个交换机上,路由键为队列的名称。

  • 路由规则:消息的路由键必须与队列名称完全匹配。
  • 使用场景:直接发送消息到指定队列的情况,不需要显式声明交换机。
  • 例子:
// 直接发送消息到名为 "queue1" 的队列
channel.basicPublish("","queue1",null,"Message to queue1".getBytes());

综合使用:在实际应用中,可以根据需求选择合适的交换机类型,并结合多种类型的交换机进行复杂的消息路由和处理。

3、什么是AMQP?

AMQP(Advanced Message Queuing Protocol,高级消息队列协议)是一种用于消息传递的开放标准协议,广泛用于消息队列和消息中间件系统中。RabbitMQ 是 AMQP 协议的一个实现。

AMQP 定义了一套标准的消息传递机制,包括以下几个核心组件:

  • Broker(代理) 消息代理是消息队列服务器,负责接收、存储和转发消息。例如,RabbitMQ 就是一个 AMQP 消息代理。
  • Message(消息) 消息是 AMQP 中的基本数据单元,包含要传递的数据和一些元数据(如路由键和头属性)。
  • Producer(生产者) 生产者是发送消息到交换机的应用程序。生产者将消息发布到指定的交换机,而不是直接发送到队列。
  • Consumer(消费者) 消费者是从队列中接收和处理消息的应用程序。
  • Exchange(交换机) 交换机接收来自生产者的消息,并根据绑定规则将消息路由到一个或多个队列。AMQP 定义了几种不同类型的交换机,如 direct、fanout、topic 和 headers。
  • Queue(队列) 队列存储来自交换机的消息,直到消费者接收并处理这些消息。队列是消息传递的终点。
  • Binding(绑定) 绑定是交换机和队列之间的连接,定义了消息的路由规则。

AMQP 的工作原理:

AMQP 的消息传递流程可以概括为以下几个步骤:

  • 生产者将消息发送到交换机
  • 生产者将消息发送到指定的交换机,并指定路由键。
  • 交换机根据路由规则将消息发送到队列
  • 交换机会根据绑定的路由规则,将消息发送到一个或多个队列。
  • 消费者从队列中接收消息
  • 消费者从队列中拉取或推送接收到的消息,并进行处理。

4、RabbitMQ中如何解决消息堆积问题

在这里插入图片描述

1)增加消费者的数量

增加消费者的数量是解决消息堆积问题的直接方法。通过增加更多的消费者来并行处理消息,可以有效地提高消息的处理速度。

// 示例:启动多个消费者for(int i =0; i <5; i++){newThread(()->{// 消费者逻辑}).start();}

2)优化消费者的处理逻辑

优化消费者的处理逻辑,减少每条消息的处理时间,从而提高整体处理效率。这可以包括:

  • 使用更高效的算法或数据结构。
  • 减少 I/O 操作,如数据库访问或网络请求。
  • 使用缓存机制,避免重复计算或访问。

3) 使用消息预取(Prefetch)机制

RabbitMQ 允许消费者设置预取值,控制消费者一次可以预取多少条消息。合理设置预取值可以确保消费者不会一次获取过多的消息,导致处理速度变慢。

channel.basicQos(10);// 设置预取值为 10

4)消息分发策略

使用合适的消息分发策略将消息均匀地分发到多个消费者。例如,可以使用轮询分发策略(Round-robin dispatching)来确保每个消费者都能公平地分配到消息。

5)消息优先级队列

使用消息优先级队列,确保高优先级的消息可以优先被处理,从而避免关键消息被低优先级消息淹没。

Map<String,Object> args =newHashMap<String,Object>();
args.put("x-max-priority",10);
channel.queueDeclare("priority_queue",true,false,false, args);// 发送带有优先级的消息AMQP.BasicProperties properties =newAMQP.BasicProperties.Builder().priority(5).build();
channel.basicPublish("","priority_queue", properties, message.getBytes());

6)分布式部署和集群化

将 RabbitMQ 部署在集群环境中,通过多个节点来分担消息处理压力。RabbitMQ 支持集群模式,可以水平扩展来处理大量消息。

7) 流量控制

使用 RabbitMQ 提供的流量控制机制(Flow Control)来限制生产者的消息发送速率,防止生产者过快地发送消息导致队列积压。

8)延迟队列和死信队列

使用延迟队列和死信队列处理无法立即处理的消息。通过设置消息的 TTL(Time To Live),可以将处理不了的消息重新入队,或转移到死信队列进行后续处理。

9)监控和报警

建立完善的监控和报警系统,及时发现和处理消息堆积问题。可以使用 RabbitMQ 提供的管理插件或第三方监控工具(如 Prometheus、Grafana)来监控队列长度、消费者数量等关键指标。

5、RabbitMQ 是如何实现死信队列的?

死信队列是 RabbitMQ 提供的一种特殊序列,处理那些无法被正常消费的消息。有三种情况会产生死信:

  • 消息被消费者明确拒绝
  • 消息达到预设的过期时间仍没有消费者消费
  • 消息由于队列已经达到最大长度限制而被丢弃

在 RabbitMQ 中,实现死信队列只需要给正常队列增加三个核心参数即可:

  • 1.dead-letter-exchange: 指定当前队列对应的死信队列
  • 2.dead-letter-routing-key:指定消息转入死信队列时的路由键
  • 3.message-ttl: 消息在队列中的过期时间。

接下来,就可以往正常队列中发送消息。如果消息满足了某些条件就会成为死信,并被重新发送到对应的死信队列中。而此时,RabbitMQ会在消息的头部添加一些与死信相关的补充信息,例如时间、成为死信的原因、原队列等。

应用程序可以按需处理这些补充的信息,最后,死信队列中的消息都是正常业务处理失败的消息,应用程序需要创建一个消费者来专门处理这些被遗漏的消息。例如记录日志、发送警报等。这样才能保证业务数据的完整性。

6、RabbitMQ中如何保证消息不被重复消费

什么情况会导致消息被重复消费呢?

  • 1.生产者: 生产者可能会重复推送一条数据到 MQ 中,比如 Controller 接口被重复调用了 2 次,没有做接口幂等性导致的;
  • 2.MQ: 在消费者消费完准备响应 ack 消息消费成功时,MQ 突然挂了,导致 MQ 以为消费者还未消费该条数据MQ 恢复后再次推送了该条消息,导致了重复消费。
  • 3.消费者: 消费者已经消费完消息,正准备但是还未响应给ack消息到时,此时消费者挂了,服务重启后 MQ 以为消费者还没有消费该消息,再次推送了该条消息。

解决方案:

1)消息确认机制

启用消息确认机制,最好是手动确定。确保消费者成功处理消息后才将消息从队列中删除。

  • 自动确认(Auto Ack):消息一旦被消费者接收,就会立即被确认,适用于消息处理非常快且可靠的场景。
  • 手动确认(Manual Ack):消息只有在消费者明确确认后才会被移出队列,适用于需要确保消息处理成功的场景。
// 手动确认消息
channel.basicConsume(queueName,false,newDefaultConsumer(channel){@OverridepublicvoidhandleDelivery(String consumerTag,Envelope envelope,AMQP.BasicProperties properties,byte[] body)throwsIOException{String message =newString(body,"UTF-8");try{// 处理消息System.out.println(" [x] Received '"+ message +"'");// 确认消息已处理成功
            channel.basicAck(envelope.getDeliveryTag(),false);}catch(Exception e){// 处理失败,消息未被确认,将被重新投递
            channel.basicNack(envelope.getDeliveryTag(),false,true);}}});
2)消息重投机制

使用消息重投(Requeue)机制,确保处理失败的消息重新进入队列,供其他消费者再次处理。

catch(Exception e){// 处理失败,消息未被确认,将被重新投递
    channel.basicNack(envelope.getDeliveryTag(),false,true);}
3)消息幂等性设计

确保消费者在处理消息时具有幂等性,即无论相同的消息被处理多少次,结果都是一致的。这可以通过以下方法实现:

  • 使用唯一标识符(如消息ID)记录已经处理过的消息。
  • 对于数据库操作,使用唯一约束防止重复插入。
  • 对于外部系统调用,设计幂等接口。
// 在发送消息时设置唯一IDAMQP.BasicProperties props =newAMQP.BasicProperties.Builder().messageId(UUID.randomUUID().toString()).build();
channel.basicPublish("","my_queue", props, message.getBytes("UTF-8"));

综合案例:

importcom.rabbitmq.client.*;importjava.io.IOException;importjava.util.HashSet;importjava.util.Set;importjava.util.concurrent.TimeoutException;publicclassRabbitMQConsumer{privatefinalstaticStringQUEUE_NAME="my_durable_queue";privatestaticSet<String> processedMessageIds =newHashSet<>();publicstaticvoidmain(String[] argv)throwsIOException,TimeoutException{ConnectionFactory factory =newConnectionFactory();
        factory.setHost("localhost");Connection connection = factory.newConnection();Channel channel = connection.createChannel();boolean durable =true;
        channel.queueDeclare(QUEUE_NAME, durable,false,false,null);System.out.println(" [*] Waiting for messages. To exit press CTRL+C");

        channel.basicQos(1);// 仅处理一个未确认的消息DeliverCallback deliverCallback =(consumerTag, delivery)->{String message =newString(delivery.getBody(),"UTF-8");String messageId = delivery.getProperties().getMessageId();if(processedMessageIds.contains(messageId)){// 已处理过的消息,直接确认
                channel.basicAck(delivery.getEnvelope().getDeliveryTag(),false);}else{try{// 处理消息System.out.println(" [x] Received '"+ message +"'");// 记录已处理的消息ID
                    processedMessageIds.add(messageId);// 确认消息已处理成功
                    channel.basicAck(delivery.getEnvelope().getDeliveryTag(),false);}catch(Exception e){// 处理失败,消息未被确认,将被重新投递
                    channel.basicNack(delivery.getEnvelope().getDeliveryTag(),false,true);}}};

        channel.basicConsume(QUEUE_NAME,false, deliverCallback, consumerTag ->{});}}
标签: rabbitmq 分布式

本文转载自: https://blog.csdn.net/weixin_47061482/article/details/139627325
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