RabbitMQ
一、RabbitMQ概述
1、MQ全称 Message Queue(消息队列),是在消息的传输过程中保存消息的容器。多用于分布式系统之间进行通信。
- 小结
- MQ,消息队列,存储消息的中间件
- 分布式系统通信两种方式:直接远程调用 和 借助第三方 完成间接通信
- 发送方称为生产者,接收方称为消费者
2、MQ 的优势和劣势
优势 | 劣势 |
应用解耦 | 系统可用性降低 |
异步提速 | 系统复杂度提高 |
削峰填谷 | 一致性问题 |
2.1、MQ 的优势
-小结
- 应用解耦:提高系统容错性和可维护性
- 异步提速:提升用户体验和系统吞吐量
- 削峰填谷:提高系统稳定性
2.2、MQ 的劣势
既然 MQ 有优势也有劣势,那么使用 MQ 需要满足什么条件呢?如下所示:
- 生产者不需要从消费者处获得反馈。引入消息队列之前的直接调用,其接口的返回值应该为空,这才让明明下层的动作还没做,上层却当成动作做完了继续往后走,即所谓异步成为了可能。
- 容许短暂的不一致性。
- 确实是用了有效果。即解耦、提速、削峰这些方面的收益,超过加入MQ,管理MQ这些成本。
小结
① 生产者不需要从消费者处获得反馈。引入消息队列之前的直接调用,其接口的返回值应该为空,这才让明明下层的动作还没做,上层却当成动作做完了继续往后走,即所谓异步成为了可能。
② 容许短暂的不一致性。
③ 确实是用了有效果。即解耦、提速、削峰这些方面的收益,超过加入MQ,管理MQ这些成本。
3、常见的 MQ 产品
4、RabbitMQ 简介
AMQP,即 Advanced Message Queuing Protocol(高级消息队列协议),是一个网络协议,是应用层协议的一个开放标准,为面向消息的中间件设计。基于此协议的客户端与消息中间件可传递消息,并不受客户端/中间件不同产品,不同的开发语言等条件的限制。2006年,AMQP 规范发布。类比HTTP。
Rabbit 技术公司基于 AMQP 标准开发的 RabbitMQ 1.0 发布。RabbitMQ 采用 Erlang 语言开发。
Erlang 语言由 Ericson 设计,专门为开发高并发和分布式系统的一种语言,RabbitMQ 基础架构如下图:
RabbitMQ 中的相关概念 :
- Broker:接收和分发消息的应用,RabbitMQ Server就是 Message Broker
- Virtual host:出于多租户和安全因素设计的,把 AMQP 的基本组件划分到一个虚拟的分组中,类似于网络中的 namespace 概念。当多个不同的用户使用同一个 RabbitMQ server 提供的服务时,可以划分出多个vhost,每个用户在自己的 vhost 创建 exchange/queue 等
- Connection:publisher/consumer 和 broker 之间的 TCP 连接。
- Channel:如果每一次访问 RabbitMQ 都建立一个 Connection,在消息量大的时候建立 TCP Connection的开销将是巨大的,效率也较低。Channel 是在 connection 内部建立的逻辑连接,如果应用程序支持多线程,通常每个thread创建单独的 channel 进行通讯,AMQP method 包含了channel id 帮助客户端和message broker 识别 channel,所以 channel 之间是完全隔离的。Channel 作为轻量级的Connection 极大减少了操作系统建立 TCP connection 的开销
- Exchange:message 到达 broker 的第一站,根据分发规则,匹配查询表中的 routing key,分发消息到queue 中去。常用的类型有:direct (point-to-point), topic (publish-subscribe) and fanout (multicast)
- Queue:消息最终被送到这里等待 consumer 取走
- Binding:exchange 和 queue 之间的虚拟连接,binding 中可以包含 routing key。Binding 信息被保存到 exchange 中的查询表中,用于 message 的分发依据
RabbitMQ 提供了 6 种工作模式:简单模式、work queues、Publish/Subscribe 发布与订阅模式、Routing路由模式、Topics 主题模式、RPC 远程调用模式(远程调用,不太算 MQ;暂不作介绍)。
官网对应模式介绍:https://www.rabbitmq.com/getstarted.html
JMS
- JMS 即 Java 消息服务(JavaMessage Service)应用程序接口,是一个 Java 平台中关于面向消息中间件的API
- JMS 是 JavaEE 规范中的一种,类比JDBC
- 很多消息中间件都实现了JMS规范,例如:ActiveMQ。RabbitMQ 官方没有提供 JMS 的实现包,但是开源社区有
小结
- RabbitMQ 是基于 AMQP 协议使用 Erlang 语言开发的一款消息队列产品。
- RabbitMQ提供了6种工作模式,我们学习5种。这是今天的重点。
- AMQP 是协议,类比HTTP。
- JMS 是 API 规范接口,类比 JDBC。
二、安装RabbitMQ教程
1. 安装依赖环境
在线安装依赖环境:
yum install build-essential openssl openssl-devel unixODBC unixODBC-devel make gcc gcc-c++ kernel-devel m4 ncurses-devel tk tc xz
2. 安装Erlang
上传
erlang-18.3-1.el7.centos.x86_64.rpm
socat-1.7.3.2-5.el7.lux.x86_64.rpm
rabbitmq-server-3.6.5-1.noarch.rpm
# 安装
rpm -ivh erlang-18.3-1.el7.centos.x86_64.rpm
如果出现如下错误
[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传
说明gblic 版本太低。我们可以查看当前机器的gblic 版本
strings /lib64/libc.so.6 | grep GLIBC
当前最高版本2.12,需要2.15.所以需要升级glibc
- 使用yum更新安装依赖
sudo yum install zlib-devel bzip2-devel openssl-devel ncurses-devel sqlite-devel readline-devel tk-devel gcc make -y
- 下载rpm包
wget http://copr-be.cloud.fedoraproject.org/results/mosquito/myrepo-el6/epel-6-x86_64/glibc-2.17-55.fc20/glibc-utils-2.17-55.el6.x86_64.rpm &
wget http://copr-be.cloud.fedoraproject.org/results/mosquito/myrepo-el6/epel-6-x86_64/glibc-2.17-55.fc20/glibc-static-2.17-55.el6.x86_64.rpm &
wget http://copr-be.cloud.fedoraproject.org/results/mosquito/myrepo-el6/epel-6-x86_64/glibc-2.17-55.fc20/glibc-2.17-55.el6.x86_64.rpm &
wget http://copr-be.cloud.fedoraproject.org/results/mosquito/myrepo-el6/epel-6-x86_64/glibc-2.17-55.fc20/glibc-common-2.17-55.el6.x86_64.rpm &
wget http://copr-be.cloud.fedoraproject.org/results/mosquito/myrepo-el6/epel-6-x86_64/glibc-2.17-55.fc20/glibc-devel-2.17-55.el6.x86_64.rpm &
wget http://copr-be.cloud.fedoraproject.org/results/mosquito/myrepo-el6/epel-6-x86_64/glibc-2.17-55.fc20/glibc-headers-2.17-55.el6.x86_64.rpm &
wget http://copr-be.cloud.fedoraproject.org/results/mosquito/myrepo-el6/epel-6-x86_64/glibc-2.17-55.fc20/nscd-2.17-55.el6.x86_64.rpm &
- 安装rpm包
sudo rpm -Uvh *-2.17-55.el6.x86_64.rpm --force --nodeps
- 安装完毕后再查看glibc版本,发现glibc版本已经到2.17了
strings /lib64/libc.so.6 | grep GLIBC
3. 安装RabbitMQ
# 安装
rpm -ivh socat-1.7.3.2-5.el7.lux.x86_64.rpm
# 安装
rpm -ivh rabbitmq-server-3.6.5-1.noarch.rpm
4. 开启管理界面及配置
# 开启管理界面
rabbitmq-plugins enable rabbitmq_management
# 修改默认配置信息
vim /usr/lib/rabbitmq/lib/rabbitmq_server-3.6.5/ebin/rabbit.app
# 比如修改密码、配置等等,例如:loopback_users 中的 <<"guest">>,只保留guest
5. 启动
service rabbitmq-server start # 启动服务
service rabbitmq-server stop # 停止服务
service rabbitmq-server restart # 重启服务
- 设置配置文件
cd /usr/share/doc/rabbitmq-server-3.6.5/
cp rabbitmq.config.example /etc/rabbitmq/rabbitmq.config
6. 配置虚拟主机及用户
6.1. 用户角色
RabbitMQ在安装好后,可以访问http://ip地址:15672
;其自带了guest/guest的用户名和密码;如果需要创建自定义用户;那么也可以登录管理界面后,如下操作:
角色说明:
1、 超级管理员(administrator)
可登陆管理控制台,可查看所有的信息,并且可以对用户,策略(policy)进行操作。
2、 监控者(monitoring)
可登陆管理控制台,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)
3、 策略制定者(policymaker)
可登陆管理控制台, 同时可以对policy进行管理。但无法查看节点的相关信息(上图红框标识的部分)。
4、 普通管理者(management)
仅可登陆管理控制台,无法看到节点信息,也无法对策略进行管理。
5、 其他
无法登陆管理控制台,通常就是普通的生产者和消费者。
6.2. Virtual Hosts配置
像mysql拥有数据库的概念并且可以指定用户对库和表等操作的权限。RabbitMQ也有类似的权限管理;在RabbitMQ中可以虚拟消息服务器Virtual Host,每个Virtual Hosts相当于一个相对独立的RabbitMQ服务器,每个VirtualHost之间是相互隔离的。exchange、queue、message不能互通。 相当于mysql的db。Virtual Name一般以/开头。
6.2.1. 创建Virtual Hosts
6.2.2. 设置Virtual Hosts权限
6.2.3 配置文件未找到
设置配置文件路径: 进入安装路径 cd /usr/share/doc/rabbitmq-server-3.6.5/
三、RabbitMQ高级应用介绍
RabbitMQ高级特性 | RabbitMQ应用问题 |
消息可靠性投递 | 消息可靠性保障 |
Consumer ACK | 消息幂等性处理 |
消费端限流 | RabbitMQ高可用集群 |
TTL | |
死信队列 | |
延迟队列 | |
日志与监控 | |
消息可靠性分析与追踪 | |
管理 |
1. 消息的可靠投递
在使用 RabbitMQ 的时候,作为消息发送方希望杜绝任何消息丢失或者投递失败场景。RabbitMQ 为我们提供了两种方式用来控制消息的投递可靠性模式。
- confirm 确认模式
- return 退回模式
rabbitmq 整个消息投递的路径为:producer—>rabbitmq broker—>exchange—>queue—>consumer,我们将利用这两个 callback 控制消息的可靠性投递
- 消息从 producer 到 exchange 则会返回一个 confirmCallback 。
- 消息从 exchange–>queue 投递失败则会返回一个 returnCallback 。
** 小结**
- 设置ConnectionFactory的publisher-confirms=“true” 开启 确认模式。
- 使用rabbitTemplate.setConfirmCallback设置回调函数。当消息发送到exchange后回调confirm方法。在方法中判断ack,如果为true,则发送成功,如果为false,则发送失败,需要处理。
- 设置ConnectionFactory的publisher-returns=“true” 开启 退回模式。
- 使用rabbitTemplate.setReturnCallback设置退回函数,当消息从exchange路由到queue失败后,如果设置了rabbitTemplate.setMandatory(true)参数,则会将消息退回给producer。并执行回调函数returnedMessage。
- 在RabbitMQ中也提供了事务机制,但是性能较差。
- 使用channel下列方法,完成事务控制:
txSelect(), 用于将当前channel设置成transaction模式
txCommit(),用于提交事务
txRollback(),用于回滚事务
2.Consumer Ack
ack指Acknowledge,确认。 表示消费端收到消息后的确认方式。有三种确认方式:
• 自动确认:acknowledge=“none”
• 手动确认:acknowledge=“manual”
• 根据异常情况确认:acknowledge=“auto”,(这种方式使用麻烦,一般不采用)
其中自动确认是指,当消息一旦被Consumer接收到,则自动确认收到,并将相应 message 从 RabbitMQ 的消息缓存中移除。但是在实际业务处理中,很可能消息接收到,业务处理出现异常,那么该消息就会丢失。如果设置了手动确认方式,则需要在业务处理成功后,调用channel.basicAck(),手动签收,如果出现异常,则调用channel.basicNack()方法,让其自动重新发送消息。
Consumer Ack 小结
- 在rabbit:listener-container标签中设置acknowledge属性,设置ack方式 none:自动确认,manual:手动确认
- 如果在消费端没有出现异常,则调用channel.basicAck(deliveryTag,false);方法确认签收消息
- 如果出现异常,则在catch中调用 basicNack或 basicReject,拒绝消息,让MQ重新发送消息。
消息可靠性总结
- 持久化
• exchange要持久化
• queue要持久化
• message要持久化 - 生产方确认Confirm
- 消费方确认Ack
- Broker高可用
3.消费端限流
- 在< rabbit:listener-container> 中配置 prefetch属性设置消费端一次拉取多少消息
- 消费端的确认模式一定为手动确认。acknowledge=“manual”
4.TTL
- TTL 全称 Time To Live(存活时间/过期时间)。
- 当消息到达存活时间后,还没有被消费,会被自动清除。
- RabbitMQ可以对消息设置过期时间,也可以对整个队列(Queue)设置过期时间。
TTL 小结
- 设置队列过期时间使用参数:x-message-ttl,单位:ms(毫秒),会对整个队列消息统一过期。
- 设置消息过期时间使用参数:expiration。单位:ms(毫秒),当该消息在队列头部时(消费时),会单独判断这一消息是否过期。
- 如果两者都进行了设置,以时间短的为准。
5.死信队列
死信队列,英文缩写:DLX 。Dead Letter Exchange(死信交换机),当消息成为Dead message后,可以被重新发送到另一个交换机,这个交换机就是DLX。
消息成为死信的三种情况:
- 队列消息长度到达限制;
- 消费者拒接消费消息,basicNack/basicReject,并且不把消息重新放入原目标队列,requeue=false;
- 原队列存在消息过期设置,消息到达超时时间未被消费;
队列绑定死信交换机: 给队列设置参数: x-dead-letter-exchange 和 x-dead-letter-routing-key
死信队列小结
- 死信交换机和死信队列和普通的没有区别
- 当消息成为死信后,如果该队列绑定了死信交换机,则消息会被死信交换机重新路由到死信队列
- 消息成为死信的三种情况:
- 队列消息长度到达限制;
- 消费者拒接消费消息,并且不重回队列;
- 原队列存在消息过期设置,消息到达超时时间未被消费;
6.延迟队列
延迟队列,即消息进入队列后不会立即被消费,只有到达指定时间后,才会被消费。
需求:
- 下单后,30分钟未支付,取消订单,回滚库存。
- 新用户注册成功7天后,发送短信问候。
实现方式:
- 定时器
- 延迟队列
很可惜,在RabbitMQ中并未提供延迟队列功能。
但是可以使用:TTL+死信队列 组合实现延迟队列的效果。
延迟队列小结
- 延迟队列 指消息进入队列后,可以被延迟一定时间,再进行消费。
- RabbitMQ没有提供延迟队列功能,但是可以使用 : TTL + DLX 来实现延迟队列效果。
7.日志与监控
7.1 RabbitMQ日志
RabbitMQ默认日志存放路径: /var/log/rabbitmq/rabbit@xxx.log
日志包含了RabbitMQ的版本号、Erlang的版本号、RabbitMQ服务节点名称、cookie的hash值、RabbitMQ配置文件地址、内存限制、磁盘限制、默认账户guest的创建以及权限配置等等。
7.2 rabbitmqctl管理和监控
下面展示一些 内联代码片
。
查看队列
# rabbitmqctl list_queues
查看exchanges
# rabbitmqctl list_exchanges
查看用户
# rabbitmqctl list_users
查看连接
# rabbitmqctl list_connections
查看消费者信息
# rabbitmqctl list_consumers
查看环境变量
# rabbitmqctl environment
查看未被确认的队列
# rabbitmqctl list_queues name messages_unacknowledged
查看单个队列的内存使用
# rabbitmqctl list_queues name memory
查看准备就绪的队列
# rabbitmqctl list_queues name messages_ready
7.3消息追踪
在使用任何消息中间件的过程中,难免会出现某条消息异常丢失的情况。对于RabbitMQ而言,可能是因为生产者或消费者与RabbitMQ断开了连接,而它们与RabbitMQ又采用了不同的确认机制;也有可能是因为交换器与队列之间不同的转发策略;甚至是交换器并没有与任何队列进行绑定,生产者又不感知或者没有采取相应的措施;另外RabbitMQ本身的集群策略也可能导致消息的丢失。这个时候就需要有一个较好的机制跟踪记录消息的投递过程,以此协助开发和运维人员进行问题的定位。
在RabbitMQ中可以使用Firehose和rabbitmq_tracing插件功能来实现消息追踪。
7.3.1 firehose
firehose机制是将生产者投递给rabbitmq的消息,rabbitmq投递给消费者的消息按照指定的格式发送到默认的exchange上。这个默认的exchange的名称为amq.rabbitmq.trace,它是一个topic类型的exchange。发送到这个exchange上的消息的routing key为 publish.exchangename 和deliver.queuename。其中exchangename和queuename为实际exchange和queue的名称,分别对应生产者投递到exchange的消息,和消费者从queue上获取的消息。
注意:打开 trace 会影响消息写入功能,适当打开后请关闭。
rabbitmqctl trace_on:开启Firehose命令
rabbitmqctl trace_off:关闭Firehose命令
7.3.2 消息追踪-rabbitmq_tracing
rabbitmq_tracing和Firehose在实现上如出一辙,只不过rabbitmq_tracing的方式比Firehose多了一层GUI的包装,更容易使用和管理。
启用插件:rabbitmq-plugins enable rabbitmq_tracing
8.RabbitMQ消息可靠性保障
消息补偿机制
9.消息幂等性保障
乐观锁解决方案
幂等性指一次和多次请求某一个资源,对于资源本身应该具有同样的结果。也就是说,其任意多次执行对资源本身所产生的影响均与一次执行的影响相同。
在MQ中指,消费多条相同的消息,得到与消费该消息一次相同的结果。