RabbitMQ学习笔记

1、消息队列概述

1.1 为什么学习消息队列

队列的主要作用是消除高并发访问高峰，加快网站的响应速度。

在不使用消息队列的情况下，用户的请求数据直接写入数据库，在高并发的情况下，会对数据库造成巨大的压力，同时也使得系统响应延迟加剧。

1.2 什么是消息中间件

介绍：消息队列就是基础数据结构中的“先进先出”的一种数据机构。想一下，生活中买东西，需要排队，先排的人先买消费，就是典型的“先进先出”。

在项目中，可将一些无需即时返回且耗时的操作提取出来，进行异步处理，而这种异步处理的方式大大的节省了服务器的请求响应时间，从而提高了系统的吞吐量。

1.3 消息队列应用场景

首先我们先说一下消息中间件的主要的作用：

1.3.1 异步处理

场景说明：用户注册后，需要发注册邮件和注册短信，传统的做法有两种：串行和并行。但此做法的缺陷也很明显：邮件和短信对用户正常的使用网站没有任何影响，客户端没有必要等着其发送完成才显示注册成功，应该是写入数据库后就返回。引入消息队列，基本上各个节点都可以以异步的方式去处理，这样一来就能降低响应时间。

1.3.2 解耦服务

在接入消息队列之前，订单服务与各个模块交互如上图所示。接入消息队列之后，订单服务会将任务交给消息队列，由消息队列去负责与各个模块的交互。如下图所示：

1.3.3 流量削峰

最常见的应用场景用于秒杀系统，平时的访问流量可能很低，但是要做秒杀活动时，秒杀的瞬间会疯狂请求我们的服务器，Redis，MySQL各自的承受能力都不一样，直接将全部流量照单全收的话底层系统可能会扛不住。此时，引入消息队列之后，我们可以把大量请求扔到消息队列里面，然后去慢慢处理，这样的话就达到处理大量请求的目标了。

一开始的并发量，即请求很多，从而导出前面出现峰值。使用了MQ之后，控制了请求的流量，每次都取1000请求，将最开始的峰值 平均到后面的时间上，从而 “填谷"。

1.3.4 总结

上面的三点是我们使用消息中间件最主要的目的.

2、AMMQ

2.1 AMQP 中的相关概念

AMQP 一个提供统一消息服务的应用层标准高级消息队列协议，是应用层协议的一个开放标准，为面向消息的中间件设计。

RabbitMQ是AMQP协议的Erlang的实现。

2.2 RabbitMQ 中的相关概念

• Broker 接受和分发信息的应用
• Connection 连接
• Channel 信道
• Exchange 交换机。生产者并不是将消息直接投递到队列中的，而是将消息发送到Exchange，交换机不存储消息，而是将消息路由到一个或者多个队列中。如果路由不到，或许会返回给生产者，或许直接丢弃。Exchange有常见以下3种类型：
  • Fanout：广播，将消息交给所有绑定到交换机的队列
  • Direct：定向，把消息交给符合指定routing key 的队列
  • Topic：通配符，把消息交给符合routing pattern（路由模式） 的队列
• Queue 队列。是RabbitMQ 的内部对象，用于存储消息。
• Binding: 绑定。 RabbitMQ 中通过绑定将交换器与队列关联起来

整体通讯过程如下图所示：

2.3 RabbitMQ工作模式

2.3.1 第一种 简单模式

一个发送端对应一个消费端（使用默认的交换机）

2.3.2 第二种 工厂模式

一个发送端对应多个消费端（使用默认的交换机）

2.3.3 第三种 发布订阅模式

• 每个消费者监听自己的队列。
• 生产者将消息发给broker，由交换机将消息转发到绑定此交换机的每个队列，每个绑定交换机的队列都将接收
  到消息

2.3.4 第四种 路由模式

• 队列与交换机的绑定，不能是任意绑定了，而是要指定一个RoutingKey（路由key）
• 消息的发送方在 向 Exchange发送消息时，也必须指定消息的 RoutingKey。
• Exchange不再把消息交给每一个绑定的队列，而是根据消息的Routing Key进行判断，只有队列的Routingkey与消息的 Routing key完全一致，才会接收到消息

2.3.5 第五种 主题模式（通配符模式）

Topic类型与Direct相比，都是可以根据RoutingKey把消息路由到不同的队列。只不过Topic类型Exchange可以让队列在绑定Routing key 的时候使用通配符！

Routingkey 一般都是有一个或多个单词组成，多个单词之间以”.”分割，例如： item.insert

通配符规则：

#：匹配零个或多个词

*：匹配不多不少恰好1个词

举例：

item.#：能够匹配item.insert.abc 或者 item.insert
item.*：只能匹配`item.insert

2.4 RabbitMQ端口号

3、RabbitMQ高级特性

3.1 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

路径：producer—>rabbitmq broker—>exchange—>queue—>consumer

消息从 producer（生产者） 到 exchange （交换机）则会返回一个 confirmCallback

消息从 exchange （交换机）到 queue （队列）投递失败则会返回一个 returnCallback

3.1.1 可靠性代码小结

xml文件：

 <!--加载配置文件-->
    <context:property-placeholder location="classpath:rabbitmq.properties"/>

    <!-- 定义rabbitmq connectionFactory
     确认模式开启：publisher-confirms="true"
	 退回模式开启：publisher-returns="true"
    -->
    <rabbit:connection-factory id="connectionFactory" host="${rabbitmq.host}"
                               port="${rabbitmq.port}"
                               username="${rabbitmq.username}"
                               password="${rabbitmq.password}"
                               virtual-host="${rabbitmq.virtual-host}"
                               publisher-confirms="true"
                               publisher-returns="true"
    />
    <!--定义管理交换机、队列-->
    <rabbit:admin connection-factory="connectionFactory"/>

    <!--定义rabbitTemplate对象操作可以在代码中方便发送消息-->
    <rabbit:template id="rabbitTemplate" connection-factory="connectionFactory"/>

    <!--消息可靠性投递（生产端）-->
    <rabbit:queue id="test_queue_confirm" name="test_queue_confirm"></rabbit:queue>
    <rabbit:direct-exchange name="test_exchange_confirm">
        <rabbit:bindings>
            <rabbit:binding queue="test_queue_confirm" key="confirm"></rabbit:binding>
        </rabbit:bindings>
    </rabbit:direct-exchange>

测试类：

消费端可靠性投递-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。使用rabbitTemplate.convertAndSend转换并发送.

消费端可靠性投递-回退模式

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，使用rabbitTemplate.convertAndSend发送消息到交换机，并在无法路由到队列时触发回退模式。

3.1.2 Consumer Ack

ack指Acknowledge，确认。 表示消费端收到消息后的确认方式。

有二种确认方式：

• 自动确认：acknowledge=“none” 默认
• 手动确认：acknowledge=“manual”

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。

xml配置文件：

<!--组件扫描：监听器  -->
<context:component-scan base-package="com.atguigu.listener" />

    <!--定义监听器容器
    acknowledge="manual"：手动签收
    -->
    <rabbit:listener-container connection-factory="connectionFactory" acknowledge="manual">
        <rabbit:listener ref="ackListener" queue-names="test_queue_confirm"></rabbit:listener>
    </rabbit:listener-container>

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，true);方法确认签收消息

如果出现异常，则在catch中调用 basicNack，拒绝消息，让MQ重新发送消息。

3.1.3 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条消息。

• 消费端的必须确认才会继续处理其他消息。multiple改成true是手动签收方法，这样就可以确认消费限流。

3.2TTL

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。

xml文件:

    <!--TTL 队列-->
    <rabbit:queue name="test_queue_ttl" id="test_queue_ttl">
        <!--设置queue的参数-->
         <rabbit:queue-arguments>
             <!--
               设置x-message-ttl队列的过期时间
               默认情况下value-type的类型是String类型,但时间的类型是number类型,所以需要设置成integer类型
             -->
             <entry key="x-message-ttl" value="10000" value-type="java.lang.Integer"></entry>
         </rabbit:queue-arguments>
    </rabbit:queue>

我们在生产端发送消息的时候可以在 properties 中指定 expiration属性来对消息过期时间进行设置，单位为毫秒(ms)。

3.3死信队列

3.3.1 概念

死信队列，英文缩写：DLX 。死信，顾名思义就是无法被消费的消息，DeadLetter 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。

3.3.2 成为死信的三种情况

1. 队列消息数量到达限制。比如队列最大只能存储10条消息，而发了11条消息，根据先进先出，最先发的消息会进入死信队列。
2. 消费者拒接消费信息，basicNack/basicReject，并且不把消息重新放入原目标队列，requeue=false;
3. 原队列存在消息过期设置，消息到达超时时间未被消费。

3.3.2 死信的处理方式

1. 丢弃，如果不是很重要，可以选择丢弃
2. 记录死信入库，然后做后续的业务分析或处理
3. 通过死信队列，由负责监听死信的应用程序进行处理

3.3.3 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

3.4延迟队列

延迟队列存储的对象肯定是对应的延时消息，所谓”延时消息”是指当消息被发送以后，并不想让消费者立即拿到消息，而是等待指定时间后，消费者才拿到这个消息进行消费。

需求：

1. 下单后，30分钟未支付，取消订单，回滚库存。

2. 新用户注册成功30分钟后，发送短信问候。

实现方式：

TTL+死信队列 组合实现延迟队列

4、消息百分百投递

Step 1： 首先把消息信息(业务数据）存储到数据库中，紧接着，我们再把这个消息记录也存储到一张消息记录表里（或者另外一个同源数据库的消息记录表）

Step 2：发送消息到MQ Broker节点（采用confirm方式发送，会有异步的返回结果）

Step 3、4：生产者端接受MQ Broker节点返回的Confirm确认消息结果，然后进行更新消息记录表里的消息状态。比如默认Status = 0 当收到消息确认成功后，更新为1即可！

Step 5：但是在消息确认这个过程中可能由于网络闪断、MQ Broker端异常等原因导致 回送消息失败或者异常。这个时候就需要发送方（生产者）对消息进行可靠性投递了，保障消息不丢失，100%的投递成功！（有一种极限情况是闪断，Broker返回的成功确认消息，但是生产端由于网络闪断没收到，这个时候重新投递可能会造成消息重复，需要消费端去做幂等处理）所以我们需要有一个定时任务，（比如每5分钟拉取一下处于中间状态的消息，当然这个消息可以设置一个超时时间，比如超过1分钟 Status = 0 ，也就说明了1分钟这个时间窗口内，我们的消息没有被确认，那么会被定时任务拉取出来）

Step 6：接下来我们把中间状态的消息进行重新投递 retry send，继续发送消息到MQ ，当然也可能有多种原因导致发送失败

Step 7：我们可以采用设置最大努力尝试次数，比如投递了3次，还是失败，那么我们可以将最终状态设置为Status = 2 ，最后 交由人工解决处理此类问题（或者把消息转储到失败表中）。

5、消息幂等性保障

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。

消息幂等性保障 乐观锁机制

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6、RabbitMQ集群搭建

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