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高并发实战-RabbitMQ消息队列入门指南

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joeljhou/RabbitMQ

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高并发实战-RabbitMQ消息队列

1-认识RabbitMQ

Message Queue(MQ)

  • ==消息队列(Message Queue)==,后文称MQ,是一种跨进程的通信机制,用于上下游传递消息。
  • MQ作为消息中间件,最主要的作用系统之间的信息传递进行“解耦”,MQ是数据可靠性的重要保障。

什么是RabbitMQ?

官网 | 教程

  • RabbitMQ是全世界最火的开源消息代理服务器,在全世界拥有超过35000个项目部署在RabbitMQ。
  • RabbitMQ支持几乎所有的操作系统与编程语言。
  • RabbitMQ提供了高并发、高可用的成熟方案,支持多种消息协议,易于部署与使用。

RabbitMQ与其他MQ的对比

特性 RabbitMQ ActiveMQ Kafka RocketMQ
社区活跃度 非常活跃 非常活跃 活跃 不活跃
持久化 支持 支持 支持 支持
并发吞吐量 一般 ==极高== ==极高==
数据可靠性 ==极高== 一般
生态完整度 很好 很好 很好 一般
用户总量 多->一般 较多
应该场景 分布式、高可靠交易系统 传统业务系统 日志处理及大数据应用 互联网高并发、高可用应用

RabbitMQ的应用场景

  • 解耦:异构系统的数据传递
  • 削峰填谷:高并发程序的流量控制
  • 订阅发布:基于P2P,P2PPP的程序
  • TCC控制:分布式系统的事务一致性TCC
  • 数据可靠性:高可靠性的交易系统

2-安装RabbitMQ

RabbitMQ使用Erlang开发 | 版本对照

  • Erlang(['ə:læŋ])是一种通用的面向并发的编程语言,Erlang是一个结构化,动态类型编程语言,内建并行计算支持。
  • 使用Erlang来编写分布式应用要简单的多,Erlang运行时环境是一个虚拟机,有点像Java虚拟机,这样代码一经编译,同样可以随处运行。

RabbitMQ 安装指南

# latest RabbitMQ 3.13
docker run -it --name rabbitmq \
  -p 5672:5672 \
  -p 15672:15672 \
  -v rabbitmq_3.13_volume:/var/lib/rabbitmq \
  rabbitmq:3.13-management
  • 可视化控制台:http://localhost:15672/
  • 管理员账户密码:guest / guest
  • 5672 端口是RabbitMQ通信端口, 15672 是可视化控制台端口

RabbitMQ登录后界面

3-RabbitMQ常用命令

进入 RabbitMQ 容器

docker exec -it rabbitmq bash

这个命令将以交互模式进入 RabbitMQ 容器的终端,以便执行后续的 RabbitMQ 命令

常用 RabbitMQ 命令

  1. 管理 RabbitMQ 服务

    rabbitmq-server            # 前台启动
    rabbitmq-server -detached  # 后台启动
    rabbitmqctl stop           # 停止服务
  2. 管理 RabbitMQ 应用程序

    rabbitmqctl start_app      # 启动应用
    rabbitmqctl stop_app       # 停止应用
  3. 查看 RabbitMQ 节点状态

    rabbitmqctl status         # 查看状态
  4. 插件管理

    • rabbitmq_management—Web 管理插件
    rabbitmq-plugins list                        # 列出插件
    rabbitmq-plugins enable {pluginname}         # 启用插件
    rabbitmq-plugins disable {pluginname}        # 禁用插件
  5. 用户管理

    # 用户
    rabbitmqctl list_users                                 # 列出所有用户
    rabbitmqctl add_user {username} {password}             # 添加用户
    rabbitmqctl delete_user {username}                     # 删除用户
    
    # 权限
    rabbitmqctl change_password {username} {newpassword}               # 修改用户密码
    rabbitmqctl set_permissions -p {vhost} {username} ".*" ".*" ".*"   # 设置用户权限
    rabbitmqctl set_user_tags {username} {tag}                         # 设置用户角色
  6. 队列管理

    # 队列
    rabbitmqctl list_queues                  # 列出队列
    rabbitmqctl -p {vhost} purge_queue blue  # 清除队列
    
    # 虚拟主机
    rabbitmqctl list_vhost                          # 列出虚拟主机
    rabbitmqctl add_vhost {vhostpath}               # 创建虚拟主机
    rabbitmqctl list_permissions -p {vhostpath}     # 列出虚拟主机上所有权限
    rabbitmqctl delete——vhost {vhostpath}           # 删除虚拟主机

RabbitMQ用户四种角色Tag

用户角色Tag 描述
超级管理员(Admin) 可登陆管理控制台(启用management plugin的情况下),可查看所有的信息,并且可以对用户,策略(policy)进行操作。
监控者(Monitoring) 登陆管理控制台(启用management plugin的情况下),同时可以查看rabbitmq节点的相关信息(进程数,内存使用情况,磁盘使用情况等)
策略制定者(Policymaker) 可登陆管理控制台(启用management plugin的情况下), 同时可以对policy进行管理。但无法查看节点的相关信息。
普通管理者(Management) 仅可登陆管理控制台(启用management plugin的情况下),无法看到节点信息,也无法对策略进行管理。

4-点对点MQ通信

AMQP

AMQP(Advanced Message Queuing Protocol)是一种网络协议,用于在分布式系统中进行消息传递。 它被设计用来支持高性能、可靠性和可扩展性的消息传递系统,常用于消息队列中间件(如 RabbitMQ)与应用程序之间的通信。

基本概念 Hello World!

  • Producer:生产者,消息的提供者
  • Consumer:消费者,消息的使用者
  • Message:消息,程序间的通信的数据
  • Queue:队列,消息存放的容器,消息先进先出
  • Vhost:虚拟主机,相当于MQ的“数据库”,用于存储队列

Java创建Maven项目使用RabbitMQ

  1. 新建一个rabbitmq-quickstart的Maven工程

  2. 添加依赖 amqp-client

    <!-- RabbitMQ Java Client -->
    <!-- https://mvnrepository.com/artifact/com.rabbitmq/amqp-client -->
    <dependency>
      <groupId>com.rabbitmq</groupId>
      <artifactId>amqp-client</artifactId>
      <version>5.21.0</version>  <!-- 推荐使用最新版本 -->
    </dependency>
    
  3. 创建 RabbitMQ 虚拟主机:

    打开 RabbitMQ 的管理界面(通常在 http://localhost:15672), 登录并进入虚拟主机管理页面。在这里创建一个名为 /geekyspace的虚拟主机。

  4. 编写生产者和消费者代码:

    public class Producer {
    
        private final static String QUEUE_NAME = "helloworld";
    
        public static void main(String[] args) throws IOException, TimeoutException {
            // 用于创建MQ的物理连接
            ConnectionFactory factory = new ConnectionFactory();
            factory.setHost("localhost");
            factory.setPort(5672);
            factory.setUsername("zhouyu");
            factory.setPassword("123456");
            factory.setVirtualHost("/geekyspace");
    
            Connection connection = factory.newConnection();  // TCP connection(物理连接)
            Channel channel = connection.createChannel();     // AMQP channel(虚拟连接)
    
            // 声明一个队列,参数分别是:队列名称、是否持久化、是否排他、是否自动删除、其他参数
            channel.queueDeclare(QUEUE_NAME, true, false, false, null);
            System.out.println(" [*] Waiting for messages. To exit press CTRL+C");
    
            // 消费者回调
            DeliverCallback deliverCallback = (consumerTag, delivery) -> {
                String message = new String(delivery.getBody(), StandardCharsets.UTF_8);
                System.out.println(" [x] Received '" + message + "'");
            };
    
            // 消费消息,参数分别是:队列名称、是否自动确认、消费者回调、取消回调
            channel.basicConsume(QUEUE_NAME, true, deliverCallback, consumerTag -> {
            });
        }
    }
    public class Consumer {
    
        private final static String QUEUE_NAME = "helloworld";
    
        public static void main(String[] args) throws IOException, TimeoutException {
            // 用于创建MQ的物理连接
            ConnectionFactory factory = new ConnectionFactory();
            factory.setHost("localhost");
            factory.setPort(5672);
            factory.setUsername("zhouyu");
            factory.setPassword("123456");
            factory.setVirtualHost("/geekyspace");
    
            try (Connection connection = factory.newConnection();  // TCP connection(物理连接)
                 Channel channel = connection.createChannel()) {   // AMQP channel(虚拟连接)
    
                // 声明一个队列,参数分别是:队列名称、是否持久化、是否排他、是否自动删除、其他参数
                // 是否排他:只对首次声明它的连接可见,并在连接断开时自动删除
                channel.queueDeclare(QUEUE_NAME, true, false, false, null);
                String message = "Hello, RabbitMQ!";
    
                // 发送消息到队列,参数分别是:交换机名称、路由键、其他参数、消息内容
                // exchange:交换机名称,简单模式下为空字符串,表示使用默认交换机
                channel.basicPublish("", QUEUE_NAME, null, message.getBytes());
    
                // 打印发送的消息
                System.out.println(" [x] Sent '" + message + "'");
            }
        }
    }

代码运行结果:

生产者:

 [x] 发送 'Hello, RabbitMQ!'

消费者:

 [*] 等待消息。按CTRL+C退出
 [x] 接收 'Hello, RabbitMQ!'

5-封装工具类

RabbitMQ消息状态

  • Ready(就绪):消息已被送入队列,等待被消费
  • Unacked(未确认):消息已经被消费者认领,但还未被确认“消费成功”
  • Finished(完成):调用了ack方法,消息被确认“消费成功”

RabbitMQ工具类

public class RabbitUtils {

    private static final ConnectionFactory connectionFactory = new ConnectionFactory();

    static {
        connectionFactory.setHost("localhost");
        connectionFactory.setPort(5672);         //5672是RabbitMQ的默认端口号
        connectionFactory.setUsername("zhouyu");
        connectionFactory.setPassword("123456");
        connectionFactory.setVirtualHost("/geekyspace");
    }

    public static Connection getConnection() {
        Connection conn = null;
        try {
            conn = connectionFactory.newConnection();
            return conn;
        } catch (Exception e) {
            // 运行时异常
            throw new RuntimeException(e);
        }
    }
}

RabbitMQ常量类

public class RabbitConstant {

    public static final String QUEUE_HELLOWORLD = "helloworld";

}

基于工具类和常量类,重构生产者和消费者代码,简化代码逻辑。

6-RabbitMQ六种工作模式

6种工作模式

  1. 简单模式(Simple Mode):也称为==点对点==模式(Point-to-Point),是最基本的工作模式。 生产者将消息发送到队列,然后消费者从队列中接收并处理消息。
  2. 工作队列模式(Work Queues Mode):也称为任务队列模式(Task Queues),多个消费者共享一个队列, 每个消息只会被其中一个消费者处理。这种模式可以实现负载均衡和==任务分发==。
  3. 发布/订阅模式(Publish/Subscribe Mode):发布者(生产者)将消息发送到交换机(Exchange), 交换机将消息广播给与之绑定的所有队列,==每个队列可以有多个消费者==。
  4. 路由模式(Routing Mode):在发布/订阅模式的基础上,引入了消息的路由规则。生产者将消息发送到指定的交换机, 并指定消息的路由键(Routing Key),交换机根据==路由规则精准匹配==将消息发送到符合条件的队列。
  5. 主题模式(Topics Mode):类似于路由模式,但是主题模式可以使用==通配符来模糊匹配==路由键。 这样可以更灵活地定义路由规则,实现更精确的消息路由。
  6. RPC模式(Remote Procedure Call Mode):客户端通过发送请求消息到服务器端的队列, 并等待服务器端的响应消息来实现远程过程调用。RPC模式可以在分布式系统中实现客户端与服务器端之间的通信。

6种工作模式

7-WorkQueue工作队列

工作队列模式:也称为任务队列模式(Task Queues),多个消费者共享一个队列,每个消息只会被其中一个消费者处理。

使用场景:

12306订单系统 —> Rabbit MQ —> 短信服务1,短信服务2,短信服务3...

编码实现:

  1. 发送者 OrderSystem
  2. 接收者 SMSConsumer1,SMSConsumer2,SMSConsumer3
/**
 * 工作队列模式适用于需要处理大量消息的场景,例如:订单系统中需要发送大量短信通知。
 */
public class OrderSystem {

    private static final Gson gson = new Gson();

    public static void main(String[] args) throws IOException, TimeoutException {
        // 创建连接和通道
        try (Connection connection = RabbitUtils.getConnection();
             Channel channel = connection.createChannel()) {

            // 声明队列
            channel.queueDeclare(RabbitConstant.QUEUE_SMS, true, false, false, null);

            // 发送100条消息
            for (int i = 1; i <= 100; i++) {
                SMS sms = new SMS("12306", randomPhoneNumber(), "您的车票已预订成功。订单号:" + i);
                String jsonMessage = gson.toJson(sms);
                channel.basicPublish("", RabbitConstant.QUEUE_SMS, null, jsonMessage.getBytes(StandardCharsets.UTF_8));
                System.out.println(" [x] Sent '" + jsonMessage + "'");
            }
            System.out.println("发送数据成功");
        }
    }

    // 生成随机手机号码
    private static String randomPhoneNumber() { ...}
}
public class SMSService1 {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 创建连接和通道
        Connection connection = RabbitUtils.getConnection();
        Channel channel = connection.createChannel();

        // 声明队列
        channel.queueDeclare(RabbitConstant.QUEUE_SMS, true, false, false, null);

        // 注意⚠️:保证一次只分发一个,能者多劳
        channel.basicQos(1);

        // 消费者接收消息
        channel.basicConsume(RabbitConstant.QUEUE_SMS, false,
                (consumerTag, message) -> {
                    String jsonSMS = new String(message.getBody());
                    System.out.println("SMSService1-短信发送成功:" + jsonSMS);
                    // 手动ack确认
                    channel.basicAck(message.getEnvelope().getDeliveryTag(), false);
                },
                consumerTag -> {
                    // 取消消费回调
                });
    }
}
@Data
@NoArgsConstructor
@AllArgsConstructor
public class SMS {
    private String name;
    private String mobile;
    private String content;

    // 自动生成 Getter、Setter、equals、hashCode 和 toString 方法

}

代码运行结果:

生产者:

 [x] 发送 '{"name":"12306","mobile":"13187762586","content":"您的车票已预订成功。订单号:1"}'
 [x] 发送 '{"name":"12306","mobile":"13983064895","content":"您的车票已预订成功。订单号:2"}'
......
 [x] 发送 '{"name":"12306","mobile":"14726343208","content":"您的车票已预订成功。订单号:9"}'

消费者:

SMSService1-短信发送成功:{"name":"12306","mobile":"13187762586","content":"您的车票已预订成功。订单号:1"}
SMSService1-短信发送成功:{"name":"12306","mobile":"16444092808","content":"您的车票已预订成功。订单号:5"}
SMSService1-短信发送成功:{"name":"12306","mobile":"10926113620","content":"您的车票已预订成功。订单号:8"}
SMSService2-短信发送成功:{"name":"12306","mobile":"13983064895","content":"您的车票已预订成功。订单号:2"}
SMSService2-短信发送成功:{"name":"12306","mobile":"15863784238","content":"您的车票已预订成功。订单号:4"}
SMSService2-短信发送成功:{"name":"12306","mobile":"15749068610","content":"您的车票已预订成功。订单号:7"}
SMSService3-短信发送成功:{"name":"12306","mobile":"12200616646","content":"您的车票已预订成功。订单号:3"}
SMSService3-短信发送成功:{"name":"12306","mobile":"14014186823","content":"您的车票已预订成功。订单号:6"}
SMSService3-短信发送成功:{"name":"12306","mobile":"14726343208","content":"您的车票已预订成功。订单号:9"}

8-发布PUB-订阅SUB模式

发布/订阅模式:发布者(生产者)将消息发送到交换机(Exchange),交换机将消息广播给与之绑定的所有队列,每个队列可以有多个消费者。

发布订阅模式中使用的交换机类型是Fanout Exchange

交换机的类型有四种:

  1. Direct Exchange:直连交换机,根据消息的路由键(Routing Key)将消息发送到指定的队列。
  2. Fanout Exchange:扇形交换机,将消息广播到所有与之绑定的队列。
  3. Topic Exchange:主题交换机,根据消息的路由键(Routing Key)模糊匹配将消息发送到符合条件的队列。
  4. Headers Exchange:头交换机,根据消息的头部信息(Header)将消息发送到符合条件的队列。

使用场景:

发布订阅模式因为所有的订阅者都会收到相同的消息,所以适用于广播消息、通知等场景。

例如:中国气象局提供“天气预报”送入交换机,网易、新浪、搜狐等订阅者通过队列绑定该交换机,都可以收到“天气预报”消息。

代码实现:

  1. 使用管理界面创建交换机weather,类型选择fanout

    创建exchange

  2. 创建WeatherBureau发布者,发送天气预报消息。

    /**
     * 发布-订阅模式适用于消息广播的场景,例如:天气预报发布天气信息,多个订阅者接收天气信息。
     */
    public class WeatherBureau {
        public static void main(String[] args) throws IOException, TimeoutException {
    
            try (Connection connection = RabbitUtils.getConnection();
                 Channel channel = connection.createChannel()) {
    
                // 发布消息到交换机
                String message = "长沙天气:晴";
    
                // 注意⚠️:第一个参数是交换机名称,不再是默认的“”空字符串
                channel.basicPublish(RabbitConstant.EXCHANGE_WEATHER, "", null, message.getBytes());
    
                System.out.println(" [x] 发送 '" + message + "'");
            }
        }
    }
  3. 创建NetEaseSinaSohu订阅者,接收天气预报消息。

    public class NetEase {
        public static void main(String[] args) throws IOException {
            Connection connection = RabbitUtils.getConnection();
            Channel channel = connection.createChannel();
    
            // 注意⚠️:需要将队列绑定到交换机
            channel.queueDeclare(RabbitConstant.QUEUE_NETEASE, true, false, false, null);
            channel.queueBind(RabbitConstant.QUEUE_NETEASE, RabbitConstant.EXCHANGE_WEATHER, "");
            channel.basicQos(1);
            channel.basicConsume(RabbitConstant.QUEUE_NETEASE, false,
                    // 消费者接收消息回调
                    (consumerTag, message) -> {
                        String jsonSMS = new String(message.getBody());
                        System.out.println("网易新闻-收到消息:" + jsonSMS);
                        // 手动ack确认
                        channel.basicAck(message.getEnvelope().getDeliveryTag(), false);
                    },
                    // 消费者取消消费回调
                    consumerTag -> {
                    });
        }
    }

代码运行结果:

生产者:

 [x] 发送 '长沙天气:晴'

消费者:

网易新闻-收到消息:长沙天气:晴
新浪-收到消息:长沙天气:晴
搜狐-收到消息:长沙天气:晴

9-路由Routing模式

路由模式:在发布/订阅模式的基础上,引入了消息的路由规则。生产者将消息发送到指定的交换机, 并指定消息的路由键(Routing Key),交换机根据路由规则精准匹配将消息发送到符合条件的队列。

路由模式中使用的交换机类型是Direct Exchange

使用场景:

路由模式适用于需要精确匹配消息的场景,例如:日志系统中根据日志级别将消息发送到不同的队列。

代码实现:

  1. 使用管理界面创建交换机logs,类型选择direct

  2. 创建LogSystem发布者,发送日志消息。

    /**
     * 路由模式适用于需要精确匹配消息的场景,例如:日志系统中根据日志级别将消息发送到不同的队列。
     */
    public class LogSystem {
        public static void main(String[] args) throws IOException, TimeoutException {
            try (Connection connection = RabbitUtils.getConnection();
                 Channel channel = connection.createChannel()) {
    
                LinkedHashMap<String, String> logs = new LinkedHashMap<>();
                logs.put("error", "error message");
                logs.put("warning", "warning message");
                logs.put("info", "info message");
                logs.put("debug", "debug message");
    
                for (Map.Entry<String, String> entry : logs.entrySet()) {
                    String routingKey = entry.getKey();
                    String message = entry.getValue();
                    // 注意⚠️:第二个参数是 routingKey,用于消息的筛选
                    channel.basicPublish(RabbitConstant.EXCHANGE_LOGS, routingKey, null, message.getBytes());
                    System.out.println(" [x] 发送 '" + routingKey + "':'" + message + "'");
                }
            }
        }
    }
  3. 创建ErrorConsumerInfoConsumerWarningConsumer消费者,接收日志消息。

    public class InfoConsumer {
        public static void main(String[] args) throws IOException {
            Connection connection = RabbitUtils.getConnection();
            Channel channel = connection.createChannel();
    
            // 注意⚠️:队列绑定交换机时,需要指定routingKey进行规则匹配
            channel.queueDeclare(RabbitConstant.QUEUE_INFO, true, false, false, null);
            channel.queueBind(RabbitConstant.QUEUE_INFO, RabbitConstant.EXCHANGE_LOGS, "info");
            channel.queueBind(RabbitConstant.QUEUE_INFO, RabbitConstant.EXCHANGE_LOGS, "debug");
    
            channel.basicQos(1);
            channel.basicConsume(RabbitConstant.QUEUE_INFO, false,
                    // 消费者接收消息回调
                    (consumerTag, message) -> {
                        String jsonSMS = new String(message.getBody());
                        System.out.println("InfoConsumer-收到消息:" + jsonSMS);
                        // 手动ack确认
                        channel.basicAck(message.getEnvelope().getDeliveryTag(), false);
                    },
                    // 消费者取消消费回调
                    consumerTag -> {
                    });
        }
    }

代码运行结果:

生产者:

 [x] 发送 'error':'error message'
 [x] 发送 'warning':'warning message'
 [x] 发送 'info':'info message'
 [x] 发送 'debug':'debug message'

消费者:

InfoConsumer-收到消息:info message
InfoConsumer-收到消息:debug message
WarningConsumer-收到消息:warning message
ErrorConsumer-收到消息:error message

10-主题Topics模式

主题模式:类似于路由模式,但是主题模式可以使用通配符来模糊匹配路由键。这样可以更灵活地定义路由规则,实现更精确的消息路由。

主题模式中使用的交换机类型是Topic Exchange

模糊匹配规则:

  • *:匹配一个单词
  • #:匹配零个或多个单词
  • .:分隔单词

使用场景:

主题模式适用于需要更灵活的消息路由规则的场景,例如:新闻系统中根据新闻类型将消息发送到不同的队列。

代码实现:

  1. 使用管理界面创建交换机news,类型选择topic

  2. 创建NewsSystem发布者,发送新闻消息。

    /**
     * 主题模式适用于消息筛选的场景,例如:新闻系统发布新闻信息,订阅者根据关键字接收新闻信息。
     */
    public class NewsSystem {
        public static void main(String[] args) throws IOException, TimeoutException {
            try (Connection connection = RabbitUtils.getConnection();
                 Channel channel = connection.createChannel()) {
    
                LinkedHashMap<String, String> news = new LinkedHashMap<>();
                news.put("china.news", "中国新闻");
                news.put("china.weather", "中国天气");
                news.put("world.news", "国际新闻");
                news.put("world.weather", "国际天气");
    
                for (Map.Entry<String, String> entry : news.entrySet()) {
                    String routingKey = entry.getKey();
                    String message = entry.getValue();
                    // 注意⚠️:第二个参数是 routingKey,用于消息的筛选
                    channel.basicPublish(RabbitConstant.EXCHANGE_NEWS, routingKey, null, message.getBytes());
                    System.out.println(" [x] 发送 '" + routingKey + "':'" + message + "'");
                }
            }
        }
    }
  3. 创建ChinaNewsConsumerWorldNewsConsumer消费者,接收新闻消息。

    public class ChinaNewsConsumer {
        public static void main(String[] args) throws IOException {
            Connection connection = RabbitUtils.getConnection();
            Channel channel = connection.createChannel();
    
            // 注意⚠️:队列绑定交换机时,需要指定routingKey进行规则匹配
            channel.queueDeclare(RabbitConstant.QUEUE_CHINA_NEWS, true, false, false, null);
            channel.queueBind(RabbitConstant.QUEUE_CHINA_NEWS, RabbitConstant.EXCHANGE_NEWS, "china.*");
    
            channel.basicQos(1);
            channel.basicConsume(RabbitConstant.QUEUE_CHINA_NEWS, false,
                    // 消费者接收消息回调
                    (consumerTag, message) -> {
                        String jsonSMS = new String(message.getBody());
                        System.out.println("ChinaNewsConsumer-收到消息:" + jsonSMS);
                        // 手动ack确认
                        channel.basicAck(message.getEnvelope().getDeliveryTag(), false);
                    },
                    // 消费者取消消费回调
                    consumerTag -> {
                    });
        }
    }

代码运行结果:

生产者:

 [x] 发送 'china.news':'中国新闻'
 [x] 发送 'china.weather':'中国天气'
 [x] 发送 'world.news':'国际新闻'
 [x] 发送 'world.weather':'国际天气'

消费者:

ChinaNewsConsumer-收到消息:中国新闻
ChinaNewsConsumer-收到消息:中国天气
WorldNewsConsumer-收到消息:国际新闻
WorldNewsConsumer-收到消息:国际天气

11-RabbitMQ消息确认机制

消息确认机制

RabbitMQ在投递消息的过程中充当代理人(Broker),生产者将消息发送到RabbitMQ,RabbitMQ将消息投递给消费者。

消息确认涉及两种状态

  • Confirm:生产者将消息发送到Broker时的状态,后续会出现两种情况:
    • ack:Broker成功接收到消息
    • nack:Broker拒收消息。原因有多种,例如:队列已满、消息格式错误,限流,IO异常等。
  • Return:Broker正常接收(ack)后,但Broker没有对应的队列进行投递时产生的状态,消息被退回给生产者。

注意⚠️:以上两种状态是Broker与生产者之间的状态,与消费者无关。

使用场景

对于一些关键业务的消息传递,如金融订单支付,需要保证消息的可靠性传递,此时需要使用消息确认机制。

代码实现:

  1. 使用管理界面创建交换机payment,类型选择topic

  2. 创建PaymentSystem发布者,发送支付消息。

    /**
     * 消息确认机制适用于需要保证消息可靠性传递的场景,例如:金融系统中支付订单。
     */
    public class PaymentSystem {
        public static void main(String[] args) throws IOException, TimeoutException {
    
            //注意⚠️:关闭连接就无法监听回掉
            Connection connection = RabbitUtils.getConnection();
            Channel channel = connection.createChannel();
    
            // 开启confirm监听模式
            channel.confirmSelect();
    
            // 添加消息确认监听器
            channel.addConfirmListener(
                    // ackCallback
                    (deliveryTag, multiple) -> {
                        System.out.println("订单已被Broker接收,投递标签:" + deliveryTag);
                    },
                    // nackCallback
                    (deliveryTag, multiple) -> {
                        System.out.println("订单已被Broker拒收,投递标签:" + deliveryTag);
                    });
    
            // 添加消息退回监听器
            channel.addReturnListener(returnMessage -> {
                System.out.println("========支付订单被退回========");
                System.out.println("退回编码:" + returnMessage.getReplyCode() + ",退回描述:" + returnMessage.getReplyText());
                System.out.println("交换机:" + returnMessage.getExchange() + ",路由键:" + returnMessage.getRoutingKey());
                System.out.println("退回主题:" + new String(returnMessage.getBody()));
                System.out.println("===========================");
            });
    
            // 发送支付订单消息
            LinkedHashMap<String, String> paymentOrder = new LinkedHashMap<>();
            paymentOrder.put("alipay.20991011", "支付宝订单20991011");
            paymentOrder.put("wechat.20991011", "微信订单20991011");
            paymentOrder.put("unionpay.20991011", "银联订单20991011");
    
            for (Map.Entry<String, String> entry : paymentOrder.entrySet()) {
                String routingKey = entry.getKey();
                String message = entry.getValue();
                // 注意⚠️:第三个参数是 mandatory,用于消息的退回
                // 当为 true  时,如果消息无法正常投递则 return 回生产者;
                // 当为 false 时,直接将消息放弃;
                channel.basicPublish(RabbitConstant.EXCHANGE_PAYMENT, routingKey, true, null, message.getBytes());
                System.out.println(" [x] 发送 '" + routingKey + "':'" + message + "'");
            }
    
        }
    }
  3. 创建AlipayConsumerWechatConsumer消费者,接收支付消息。

    public class AlipayPaymentConsumer {
        public static void main(String[] args) throws IOException, TimeoutException {
            Connection connection = RabbitUtils.getConnection();
            Channel channel = connection.createChannel();
    
            channel.queueDeclare(RabbitConstant.QUEUE_ALIPAY, true, false, false, null);
            channel.queueBind(RabbitConstant.QUEUE_ALIPAY, RabbitConstant.EXCHANGE_PAYMENT, "alipay.*");
    
            channel.basicConsume(RabbitConstant.QUEUE_ALIPAY, false, (consumerTag, message) -> {
                System.out.println("支付宝收到订单:" + new String(message.getBody()));
                // 手动ack确认
                channel.basicAck(message.getEnvelope().getDeliveryTag(), false);
            }, consumerTag -> {
            });
        }
    }

代码运行结果:

生产者:

 [x] 发送 'alipay.20991011':'支付宝订单20991011'
 [x] 发送 'wechat.20991011':'微信订单20991011'
 [x] 发送 'unionpay.20991011':'银联订单20991011'
========支付订单被退回========
退回编码:312,退回描述:NO_ROUTE
交换机:payment,路由键:unionpay.20991011
退回主题:银联订单20991011
===========================
订单已被Broker接收,投递标签:1
订单已被Broker接收,投递标签:3
订单已被Broker接收,投递标签:2

消费者:

支付宝收到订单:支付宝订单20991011
微信收到订单:微信订单20991011

12-Spring整合RabbitMQ

有了以上的基础知识,我们可以使用Spring整合RabbitMQ,实现更加便捷的消息传递。

1.创建一个spring-rabbitmq的Maven项目。

2.添加依赖spring-rabbit

3.编写配置文件applicationContext.xml,使用application.properties进行配置。

<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
       xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
       xmlns:p="http://www.springframework.org/schema/p"
       xmlns:context="http://www.springframework.org/schema/context"
       xmlns:rabbit="http://www.springframework.org/schema/rabbit"
       xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans
           http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd
           http://www.springframework.org/schema/context
           http://www.springframework.org/schema/context/spring-context.xsd
           http://www.springframework.org/schema/rabbit
           http://www.springframework.org/schema/rabbit/spring-rabbit.xsd">

    <!-- 加载外部属性文件 -->
    <!-- property-placeholder只能加载properties文件,不能加载yaml文件 -->
    <context:property-placeholder location="classpath:application.properties"/>

    <!-- RabbitMQ连接工厂 -->
    <rabbit:connection-factory id="connectionFactory"
                               host="${spring.rabbitmq.host}"
                               port="${spring.rabbitmq.port}"
                               username="${spring.rabbitmq.username}"
                               password="${spring.rabbitmq.password}"
                               virtual-host="${spring.rabbitmq.virtual-host}"/>

    <!-- 声明一个名为topicExchange的交换机,自动创建,类型为topic -->
    <!-- 交换机类型有四种:direct、fanout、topic、headers -->
    <rabbit:topic-exchange name="topicExchange" auto-declare="true">
        <!-- 绑定队列,pattern表示匹配规则 -->
        <rabbit:bindings>
            <rabbit:binding queue="topicQueue" pattern="china.*"/>
            <rabbit:binding queue="topicQueue" pattern="us.*"/>
        </rabbit:bindings>
    </rabbit:topic-exchange>

    <!-- 创建队列 -->
    <rabbit:queue name="topicQueue" auto-declare="true"
                  durable="true" exclusive="false" auto-delete="false"/>

    <!-- RabbitMQ模板 -->
    <rabbit:template id="rabbitTemplate" connection-factory="connectionFactory" exchange="topicExchange"/>

    <!-- 消息生产者 -->
    <bean id="newsProducer" class="cn.geekyspace.rabbitmq.exchange.NewsProducer"
          p:rabbitTemplate-ref="rabbitTemplate"/>

    <!-- 消息消费者 -->
    <bean id="newsConsumer" class="cn.geekyspace.rabbitmq.consumer.NewsConsumer"
          p:rabbitTemplate-ref="rabbitTemplate"/>

    <!-- RabbitAdmin对象用于创建,删除,绑定队列,交换机等 -->
    <rabbit:admin id="rabbitAdmin" connection-factory="connectionFactory"/>

</beans>
spring.rabbitmq.host=localhost
spring.rabbitmq.port=5672
spring.rabbitmq.username=zhouyu
spring.rabbitmq.password=123456
spring.rabbitmq.virtual-host=/geekyspace

4.创建NewsProducer发布者,发送新闻消息。

/**
 * 新闻生产者,生产者针对交换机发送消息
 */
@Data
@NoArgsConstructor
@AllArgsConstructor
public class NewsProducer {

    private RabbitTemplate rabbitTemplate;
    private static final Gson gson = new Gson();

    // 发布新闻
    public void sendNews(String routingKey, News news) {
        rabbitTemplate.convertAndSend(routingKey, gson.toJson(news));
        System.out.println("新闻发送成功,标题: " + news.getTitle());
    }

    public static void main(String[] args) {
        // 初始化IOC容器
        ApplicationContext ctx = new ClassPathXmlApplicationContext("classpath:applicationContext.xml");
        NewsProducer np = (NewsProducer) ctx.getBean("newsProducer");

        // 发布新闻
        np.sendNews("us.20240513", new News("新华社", "GPT-4o简介", "GPT-4o立即试用", new Date()));
        np.sendNews("china.20240516", new News("36氪", "Kimi.ai", "帮你看更大的世界", new Date()));
    }

}

5.创建NewsConsumer消费者,接收新闻消息。

/**
 * 新闻消费者,消费者从队列中接收消息
 */
@Data
@NoArgsConstructor
@AllArgsConstructor
public class NewsConsumer implements MessageListener {

    private RabbitTemplate rabbitTemplate;
    private static final Gson gson = new Gson();

    @Override
    public void onMessage(Message message) {
        // 处理接收到的消息
        final News news = gson.fromJson(new String(message.getBody()), News.class);
        System.out.printf("接收到最新新闻: 标题-%s 内容-%s%n", news.getTitle(), news.getContent());
    }

    public static void main(String[] args) {
        //初始化IOC容器
        ApplicationContext ctx = new ClassPathXmlApplicationContext("classpath:applicationContext.xml");
        RabbitTemplate rabbitTemplate = ctx.getBean(RabbitTemplate.class);

        // 创建消费者
        NewsConsumer newsConsumer = new NewsConsumer();

        // 设置消息监听容器
        SimpleMessageListenerContainer container = new SimpleMessageListenerContainer();
        container.setConnectionFactory(rabbitTemplate.getConnectionFactory());
        container.setQueueNames("topicQueue"); // 设置要监听的队列名
        container.setMessageListener(newsConsumer);

        // 启动监听
        container.start();
    }
}

13-使用RabbitAdmin管理MQ

RabbitAdmin 是 RabbitMQ 的管理组件,用于管理 RabbitMQ 的交换机、队列、绑定关系等。

代码示例:

@RunWith(SpringJUnit4ClassRunner.class)
@ContextConfiguration("classpath:applicationContext.xml")
public class RabbitAdminTest {

    @Autowired
    private RabbitAdmin rabbitAdmin;

    @Autowired
    private RabbitTemplate rabbitTemplate;

    // 创建交换机
    @Test
    public void testCreateExchange() {
        rabbitAdmin.declareExchange(new DirectExchange("test.direct", true, false));
        rabbitAdmin.declareExchange(new FanoutExchange("test.fanout", true, false));
        rabbitAdmin.declareExchange(new TopicExchange("test.topic", true, false));
    }

    // 删除交换机
    @Test
    public void testDeleteExchange() {
        rabbitAdmin.deleteExchange("test.direct");
        rabbitAdmin.deleteExchange("test.fanout");
        rabbitAdmin.deleteExchange("test.topic");
    }

    // 创建队列
    @Test
    public void testCreateQueue() {
        rabbitAdmin.declareQueue(new Queue("test.direct.queue", true));
        rabbitAdmin.declareQueue(new Queue("test.fanout.queue", true));
        rabbitAdmin.declareQueue(new Queue("test.topic.queue", true));
    }

    // 删除队列
    @Test
    public void testDeleteQueue() {
        rabbitAdmin.deleteQueue("test.direct.queue");
        rabbitAdmin.deleteQueue("test.topic.queue");
        rabbitAdmin.deleteQueue("test.fanout.queue");
    }

    // 绑定队列
    @Test
    public void testBinding() {
        Binding directBinding = new Binding(
                "test.direct.queue", Binding.DestinationType.QUEUE,
                "test.direct", "test.direct.queue", null);
        Binding fanoutBinding = new Binding(
                "test.fanout.queue", Binding.DestinationType.QUEUE,
                "test.fanout", "#", null);
        Binding topicBinding = new Binding(
                "test.topic.queue", Binding.DestinationType.QUEUE,
                "test.topic", "#", null);
        rabbitAdmin.declareBinding(directBinding);
        rabbitAdmin.declareBinding(fanoutBinding);
        rabbitAdmin.declareBinding(topicBinding);
    }

    // 发送消息
    @Test
    public void testSendMessage() {
        // 直连交换机,用于简单模式和工作队列
        rabbitTemplate.convertAndSend("test.direct", "test.direct.queue", "Hello, RabbitMQ !");
        // 扇形交换机,用于发布订阅
        rabbitTemplate.convertAndSend("test.fanout", "", "长沙天气:晴");
        // 主题交换机,用于路由模式和主题模式
        rabbitTemplate.convertAndSend("test.topic", "china.news", "中国新闻");

        // q: Headers交换机工作原理是什么?
        // a: 通过消息头来路由消息,通过 x-match 参数来指定匹配规则,有 all 和 any 两种规则。
    }

    // 接收消息
    @Test
    public void testReceiveMessage() {
        Object directMessage = rabbitTemplate.receiveAndConvert("test.direct.queue");
        Object fanoutMessage = rabbitTemplate.receiveAndConvert("test.fanout.queue");
        Object topicMessage = rabbitTemplate.receiveAndConvert("test.topic.queue");
        System.out.println("directMessage = " + directMessage);
        System.out.println("fanoutMessage = " + fanoutMessage);
        System.out.println("topicMessage = " + topicMessage);
    }

}

期间提了一个Issues-11268,关于直连交换机路由键为#的问题。

14-使用SpringBoot整合RabbitMQ

Java开发者最常用的框架之一是SpringBoot,SpringBoot提供了丰富的自动配置功能,可以简化RabbitMQ的配置。

1.创建一个springboot-rabbitmq的SpringBoot项目。 2.添加依赖spring-boot-starter-amqp。 3.编写配置文件application.yml

spring:
  application:
    name: springboot-rabbitmq
  rabbitmq:
    # 连接配置
    host: localhost
    port: 5672
    username: zhouyu
    password: 123456
    virtual-host: /geekyspace
    connection-timeout: 1000
    # 生产者配置:
    publisher-confirm-type: correlated  # 对于 Spring Boot 2.2+,替代了 publisher-confirms 和 publisher-returns
    template:
      mandatory: true
    # 消费者配置:
    listener:
      simple:
        acknowledge-mode: manual
        concurrency: 1
        max-concurrency: 5

4.使用管理界面创建交换机springboot-exchange,类型选择topic,并创建一个队列springboot-queue与之绑定。

缺少交换机报错:reply-code=404, reply-text=NOT_FOUND - no exchange 'springboot-exchange' in vhost '/geekyspace', class-id=60, method-id=40

  • 缺少绑定的队列报错: reply-code=312, reply-text=NO_ROUTE

5.编写生产者MessageProducer及员工类Employee

@Component
@RequiredArgsConstructor
public class MessageProducer {

    // 构造函数注入
    private final RabbitTemplate rabbitTemplate;

    private static final Gson gson = new Gson();

    RabbitTemplate.ConfirmCallback confirmCallback = (correlationData, ack, cause) -> {
        System.out.println("消息id:" + correlationData);
        System.out.println("ack:" + ack);
        if (ack) {
            System.out.println("消息发送确认成功");
        } else {
            System.out.println("消息发送确认失败:" + cause);
        }
    };

    RabbitTemplate.ReturnsCallback returnCallback = returnedMessage -> {
        System.out.println("========发送失败回掉========");
        System.out.println("退回编码: " + returnedMessage.getReplyCode() + ", 退回描述: " + returnedMessage.getReplyText());
        System.out.println("交换机: " + returnedMessage.getExchange() + ", 路由键:" + returnedMessage.getRoutingKey());
        System.out.println("消息主体: " + new String(returnedMessage.getMessage().getBody()));
        System.out.println("===========================");
    };

    // 生产者发送消息
    public void sendMessages(Employee employee) {

        // 消息发送确认,确认消息是否到达broker服务器
        rabbitTemplate.setConfirmCallback(confirmCallback);

        // 消息发送失败返回到队列中
        // 必须配置 spring.rabbitmq.template.mandatory=true 才能使用
        rabbitTemplate.setReturnsCallback(returnCallback);

        // 消息的附加信息,即自定义id
        final CorrelationData cd = new CorrelationData(employee.getNumber() + "-" + System.currentTimeMillis());
        rabbitTemplate.convertAndSend("springboot-exchange", "hr.employee", gson.toJson(employee), cd);
    }
}
@Data
@NoArgsConstructor
@AllArgsConstructor
public class Employee implements Serializable {

    // 员工编号
    private String number;

    // 员工姓名
    private String name;

    // 员工年龄
    private Integer age;

}

6.编写消费者MessageConsumer

@Component
public class MessageConsumer {

    private static final Gson gson = new Gson();

    /**
     * 消费者监听消息,并处理接收到的消息
     */
    // @RabbitHandler注解,标识该方法是 RabbitMQ 的消息处理方法
    @RabbitHandler
    // @RabbitListener注解,标识该方法是 RabbitMQ 的消息监听器
    @RabbitListener(bindings = {
            // 绑定到指定的队列,从指定的交换机接收消息,使用指定的路由键进行绑定。
            @QueueBinding(
                    value = @Queue(value = "springboot-queue", declare = "true"),
                    exchange = @Exchange(value = "springboot-exchange", declare = "true", type = "topic"),
                    key = "#")
    })
    // 可以使用@Payload注解,标识该方法的参数是消息体
    public void receiveMessages(@Payload String message, Channel channel,
                                @Headers Map<String, Object> headers) {
        System.out.println("===========================");
        Employee employee = gson.fromJson(message, Employee.class);
        System.out.println("接收到消息:员工编号:" + employee.getNumber()
                + ",员工姓名:" + employee.getName()
                + ",员工年龄:" + employee.getAge());
        try {
            // 手动ack确认
            channel.basicAck((Long) headers.get(AmqpHeaders.DELIVERY_TAG), false);
        } catch (IOException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
        System.out.println("===========================");
    }

}

7.编写测试类SpringbootRabbitmqApplicationTests,用于测试消息发送。

@SpringBootTest
class SpringbootApplicationTests {

    @Autowired
    private MessageProducer messageProducer;

    @Test
    void testSendMsg() {
        messageProducer.sendMessages(new Employee("1001", "张三", 25));
    }

}

8.启动项目,在控制台查看日志,观察消息和接收情况。

15-RabbitMQ集群架构模式

RabbitMQ集群包含四种架构模式:

架构模式 描述
主备模式(Warren) 主节点负责读写,从节点负责备份,主节点故障时从节点接管。
远程模式(Shovel) 双活模式(容灾),可实现跨地域节点之间相互复制数据。
版本必须统一,网络要求高,配置复杂,早期版本不支持,已经被淘汰了
镜像模式(Mirror) 每个队列有多个镜像,保证数据100%不丢失,提供高可用性。
多活模式(Federation) 实现跨集群消息传递和数据同步。
异地数据复制的主流方案,依赖fedration插件,配置简单,性能高,支持多种协议。

16-搭建Mirror镜像集群

镜像模式:每个队列有多个镜像,保证数据100%不丢失,提供高可用性。

使用Docker-Compose搭建RabbitMQ集群。

1.创建docker-compose.yml文件

# 定义 Docker Compose 文件版本
version: '3.13.0-beta.1'

# 定义服务
services:

  # RabbitMQ 节点 1
  rabbitmq-node1:
    image: rabbitmq:3.13-management
    hostname: rabbitmq-node1
    ports:
      - "5673:5672"
      - "15673:15672"
    environment:
      RABBITMQ_ERLANG_COOKIE: "secret_cookie" # 集群内节点持有相同的 /var/lib/rabbitmq/.erlang.cookie 文件才允许彼此通信
      RABBITMQ_DEFAULT_USER: "admin"
      RABBITMQ_DEFAULT_PASS: "admin"
      RABBITMQ_NODENAME: "rabbit@rabbitmq-node1"
    volumes:
      - rabbitmq-node1-data:/var/lib/rabbitmq

  # RabbitMQ 节点 2
  rabbitmq-node2:
    image: rabbitmq:3.13-management
    hostname: rabbitmq-node2
    ports:
      - "5674:5672"
      - "15674:15672"
    environment:
      RABBITMQ_ERLANG_COOKIE: "secret_cookie"  # 集群内节点持有相同的 /var/lib/rabbitmq/.erlang.cookie 文件才允许彼此通信
      RABBITMQ_DEFAULT_USER: "admin"
      RABBITMQ_DEFAULT_PASS: "admin"
      RABBITMQ_NODENAME: "rabbit@rabbitmq-node2"
    volumes:
      - rabbitmq-node2-data:/var/lib/rabbitmq

# 定义数据卷
volumes:
  rabbitmq-node1-data:
  rabbitmq-node2-data:

2.启动集群

docker-compose up -d

3.访问管理界面

4.保持一致的Erlang Cookie

docker-compose exec rabbitmq-node2 bash
echo "DAOMNSRTDZIIJEAGXCSH" > /var/lib/rabbitmq/.erlang.cookie

5.重启节点

docker-compose restart rabbitmq-node2

6.加入集群

docker-compose exec rabbitmq-node1 bash
rabbitmqctl stop_app
rabbitmqctl join_cluster rabbit@rabbitmq-node2
rabbitmqctl start_app

7.验证集群状态

rabbitmqctl cluster_status

你可以看到所有节点都显示在集群中,并且状态为 "Running Nodes"。这表明所有节点都已成功加入集群。

Nodes集群

17-Haproxy配置MQ集群负载均衡

镜像模式遇到的问题

  • 问题描述: 在 RabbitMQ 集群的镜像模式中,Java 客户端只能直连到一个节点,无法实现负载均衡。
  • 影响: 这可能导致单个节点的负载过重,而其他节点负载较轻或处于空闲状态,无法充分利用集群的资源。

解决方案:使用HAProxy代理服务器

  • HAProxy概述: HAProxy是一个开源的软件负载均衡器,支持TCP(第4层)和HTTP协议(第7层)。
  • 在RabbitMQ集群中的角色: HAProxy用作Tcp负载均衡器(LB-LoadBalance)与故障发现。

配置HAProxy与MQ集群

官网文档验证配置

使用Docker-Compose配置HAProxy

# 定义 Docker Compose 文件版本
version: '3.13.0-beta.2'

# 定义服务
services:

  # RabbitMQ 节点 1
  rabbitmq-node1:
    image: rabbitmq:3.13-management
    hostname: rabbitmq-node1
    ports:
      - "5673:5672"
      - "15673:15672"
    environment:
      RABBITMQ_ERLANG_COOKIE: "secret_cookie"
      RABBITMQ_DEFAULT_USER: "admin"
      RABBITMQ_DEFAULT_PASS: "admin"
      RABBITMQ_NODENAME: "rabbit@rabbitmq-node1"
    volumes:
      - rabbitmq-node1-data:/var/lib/rabbitmq
    networks:
      - rabbitmq_network

  # RabbitMQ 节点 2
  rabbitmq-node2:
    image: rabbitmq:3.13-management
    hostname: rabbitmq-node2
    ports:
      - "5674:5672"
      - "15674:15672"
    environment:
      RABBITMQ_ERLANG_COOKIE: "secret_cookie"
      RABBITMQ_DEFAULT_USER: "admin"
      RABBITMQ_DEFAULT_PASS: "admin"
      RABBITMQ_NODENAME: "rabbit@rabbitmq-node2"
    volumes:
      - rabbitmq-node2-data:/var/lib/rabbitmq
    networks:
      - rabbitmq_network

  # HAProxy 负载均衡器
  haproxy:
    image: haproxy:3.0-dev12-bookworm
    ports:
      - "5672:5672"
      - "1080:1080"
    volumes:
      - ./haproxy.cfg:/usr/local/etc/haproxy/haproxy.cfg:ro
    networks:
      - rabbitmq_network
    depends_on:
      - rabbitmq-node1
      - rabbitmq-node2

# 定义数据卷
volumes:
  rabbitmq-node1-data:
  rabbitmq-node2-data:

# 定义网络
networks:
  rabbitmq_network:
    driver: bridge

创建名为 haproxy.cfg 的文件,并添加以下内容:

#---------------------------------------------------------------------
# 全局设置
#---------------------------------------------------------------------
global
    default-path config
    log stderr local0 info
    maxconn 4000
    user haproxy
    group haproxy
    # 以守护进程方式运行
    daemon

#---------------------------------------------------------------------
# 默认设置
#---------------------------------------------------------------------
defaults
    log global
    maxconn 3000
    mode tcp
    option tcplog
    option dontlognull
    # 重试次数
    retries 3
    # 连接超时设置
    timeout connect 10s
    timeout client 1m
    timeout server 1m

#---------------------------------------------------------------------
# RabbitMQ 集群监听
#---------------------------------------------------------------------
listen rabbitmq_cluster
    bind 0.0.0.0:5672
    mode tcp
    option tcplog
    option dontlognull
    # 负载均衡算法:轮询
    balance roundrobin
    # 连接超时设置
    timeout connect 1s
    timeout client 10s
    timeout server 10s
    # 定义 RabbitMQ 节点,并配置健康检查参数,每 5 秒检查一次,连续 2 次成功后认为节点健康,连续 3 次失败后认为节点不健康
    server rabbitmq-node1 rabbitmq-node1:5672 check inter 5s rise 2 fall 3
    server rabbitmq-node2 rabbitmq-node2:5672 check inter 5s rise 2 fall 3

#---------------------------------------------------------------------
# HAProxy 监控接口
#---------------------------------------------------------------------
listen stats
    bind 0.0.0.0:1080
    mode http
    # 启用监控功能
    stats enable
    # 监控页面 uri,可以通过 http://ip:1080/haproxy?stats 访问,用户名 admin,密码 admin
    stats uri /haproxy?stats
    stats refresh 30s
    stats auth admin:admin

验证与测试

  1. 启动集群docker-compose up -d
  2. 访问RabbitMQ管理界面
  3. 检查HAProxy监控界面

访问测试

HaProxy 挂掉的情况下,RabbitMQ 集群仍然可以正常工作,但是无法实现负载均衡。 需要保证 HaProxy 的高可用性,可以使用 Keepalived + HaProxy 实现。

18-客户端访问MQ集群

直接参考使用点对点helloworld模式的代码

  • Host 连接地址改为HaProxy服务地址
  • Prot 改为HaProxy服务端口

19-RabbitMQ如何实现可靠性投递

在RabbitMQ为代表的消息中间件中,哪些场景可能会导致消息丢失?如何应对?

消息投递的三阶段

  • 生产阶段、存储阶段、消费阶段

消息投递的三阶段

消息确认应答机制

RabbitMQ在消息投递过程中,充当代理人(Broker)的角色,为了确保消息的可靠性传递, RabbitMQ提供了生产阶段的ConfirmReturn机制,以及消费者端的手动ack确认。

Confirm & Return

分析不同阶段要采取的措施。

阶段 目标 措施
发送 确保消息可靠发送到Broker - 多次重发机制,直到Broker ack确认接收
- 过程中Broker会自动去重
- 超时Producer产生异常,应用进行捕获提示
存储 确保消息在Broker端安全存储 - Broker先刷盘再ack确认,即使ack失败也不会丢失消息
- 多次重试直到Producer接收,可能导致消息积压
消费 确保消息可靠传递到Consumer
并且每条消息只处理一次
- Broker向Consumer推送消息,未接收时自动重发,直到Consumer ack确认
- Consumer注意幂等性处理

其他针对性的优化策略

  1. 异步刷盘(NSYNC_FLUSH),改为同步刷盘
  2. 避免存储介质损坏,建议采用盘RAID10或分布式存储
  3. 不要启动自动Ack,RawAck存在此问题
  4. 避免都市传说ActiveMQ

20-抽pull与推push在高并发场景的选型

微博在推送模式下的应用实践

微博推送模式

微博在抽取模式下的应用实践

微博抽取模式

推送Push和拉取Pull的对比

特性 Push模式 Pull拉取模式
实时性 较好,通过网络管道准实时发送 较差,取决于定时轮询时间
服务器状态 有状态,需持久化粉丝动态队列 无状态,根据请求实时查询
风险项 大V动态的并发“==写扩散==”问题
大量动态队列持久化造成磁盘高IO
大量粉丝准点“==读扩散==”问题
大V粉丝准点并发查询搞垮服务器
应用场景 微信 微博(早期)

写扩展(Push)优化

  • 设置上限,微信好友上限5000
  • 限流策略,微信每分钟限制发送次数
  • 优化存储策略,采用NoSQL或大数据方案

读扩展(Pull)优化

  • MQ削峰填谷,超长队列直接拒绝
  • 增加轮询间隔,减少请求次数
  • 服务端增加缓存,优化查询效率
  • 增加验证码,分散时间,减少机器人刷取

推特(Twitter)在高并发场景下,采用了推拉结合的方式,即推拉结合

  • 当粉丝数较少时,采用推送模式
  • 当粉丝数较多时,采用拉取模式

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高并发实战-RabbitMQ消息队列入门指南

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