消息转化器

当传输对象为一个object时

它会把你发送的消息序列化为字节发送给MQ，

接收消息的时候，还会把字节反序列化为Java对象。

只不过，默认情况下Spring采用的序列化方式是JDK序列化。

就会有

  • 数据体积过大
  • 有安全漏洞
  • 可读性差

等问题

可使用json序列化器更加方便

导包：

        <dependency>
            <groupId>com.fasterxml.jackson.core</groupId>
            <artifactId>jackson-databind</artifactId>
        </dependency>

配置序列化器：

一般在config类定义

    @Bean
    public MessageConverter messageConverter() {
        return new Jackson2JsonMessageConverter();
    }

使用：

    @RabbitListener(bindings = @QueueBinding(
            value=@Queue(name="direct.queue1"),
            exchange=@Exchange(name="directExchange"),
            key={"red","blue"}
    ))
    public void directQueue1Listener(Map<String,Object> map) throws InterruptedException {
        System.out.println("directQueue1Listener"+map);
    }
    @RabbitListener(bindings = @QueueBinding(
            value=@Queue(name="direct.queue2"),
            exchange=@Exchange(name="directExchange"),
            key={"red","yellow"}
    ))
    public void directQueue2Listener(Map<String,Object> map) throws InterruptedException {
        System.out.println("directQueue2Listener"+map);
    }

业务使用

在配置好监听器后，可以将原本同步调用的业务逻辑迁移到监听方法中异步执行。

例如：

private final IOrderService orderService;

@RabbitListener(bindings = @QueueBinding(
        value = @Queue(name = "trade.pay.success.queue", durable = "true"),
        exchange = @Exchange(name = "pay.direct"),
        key = "pay.success"
))
public void listenPaySuccess(Long orderId){
    orderService.markOrderPaySuccess(orderId);
}

其中：

  • @RabbitListener 用于声明消费者监听
  • @QueueBinding 用于完成交换机、队列、RoutingKey 的绑定
  • 当收到 pay.success 消息后，会自动调用监听方法处理业务

生产者则通过指定交换机和 RoutingKey 发送消息，实现业务解耦。

try {
    rabbitTemplate.convertAndSend(
            "pay.direct",
            "pay.success",
            po.getBizOrderNo()
    );
} catch (Exception e) {
    log.error("支付成功的消息发送失败，支付单id：{}，交易单id：{}",
            po.getId(),
            po.getBizOrderNo(),
            e);
}

发送者可靠性

发送者重连

当publisher或mq由于某些原因无法运行，可尝试重连

在yaml文件添加配置即可

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 * multiplier
        max-attempts: 3 # 最大重试次数

  • connection-timeout: 1s

    表示连接 RabbitMQ 的超时时间为 1 秒，
    超过 1 秒连接不上则认为失败。

  • enabled: true

    开启消息发送失败重试机制。

  • initial-interval: 1000ms

    第一次发送失败后，
    等待 1 秒再重试。

  • multiplier: 1

    下一次等待时间的倍率。

    计算方式：

    下一次等待时间 = 当前等待时间 × multiplier

    这里 multiplier=1，
    所以每次重试都等待 1 秒。

    如果 multiplier=2：

    第一次失败等待 1s
    第二次失败等待 2s
    第三次失败等待 4s

    属于指数退避机制。

  • max-attempts: 3

    最大尝试次数。

    包含第一次正常发送。

    即：

    第一次发送
    失败后重试1次
    失败后重试2次

    总共最多发送 3 次。

注意：当网络不稳定的时候，利用重试机制可以有效提高消息发送的成功率。不过SpringAMQP提供的重试机制是阻塞式的重试，也就是说多次重试等待的过程中，当前线程是被阻塞的。

如果对于业务性能有要求，建议禁用重试机制。如果一定要使用，请合理配置等待时长和重试次数，当然也可以考虑使用异步线程来执行发送消息的代码。

发送者确认

在少数情况下，也会出现消息发送到MQ之后丢失的现象，比如：

  • MQ内部处理消息的进程发生了异常
  • 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，因此无法路由

针对上述情况，RabbitMQ提供了生产者消息确认机制，包括Publisher Confirm和Publisher Return两种。在开启确认机制的情况下，当生产者发送消息给MQ后，MQ会根据消息处理的情况返回不同的回执。

在这里插入图片描述

  • 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。

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

    发送消息后会同步阻塞等待 MQ 返回确认结果，只有收到 ACK 后才继续执行。

  • correlated：MQ异步回调返回回执

​ 发送消息时可以携带 CorrelationData，RabbitMQ 会通过异步回调返回确认结果。

​ 既能保证可靠性，又不会阻塞线程，是实际开发中最常用的方式。

returncallback

在配置类内定义

每个rebbittemplate只能添加一个

当出现问题需要returncallback时，通过对日志输出内容定义，进行快速定位错误

@Slf4j
@AllArgsConstructor
@Configuration
public class MqConfig {
    private final RabbitTemplate rabbitTemplate;

    @PostConstruct//构建后就会初始化
    public void init(){
        rabbitTemplate.setReturnsCallback(new RabbitTemplate.ReturnsCallback() {
            @Override
            public void returnedMessage(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());
            }
        });
    }
}

@PostConstruct

表示当前 Bean 初始化完成后，
自动执行 init() 方法。

returnedMessage(ReturnedMessage returned)

当消息无法路由到队列时，
自动执行这个方法。

returned 中包含失败消息的信息。

例如：

  • returned.getExchange()：获取消息发送到的交换机。
  • returned.getRoutingKey()：获取发送时使用的 routingKey。
  • returned.getMessage()：获取退回的消息内容。
  • returned.getReplyCode()：获取 RabbitMQ 返回的错误码。

常见：312表示NO_ROUTE（没有匹配队列）。

  • returned.getReplyText()：获取错误描述信息。

例如：NO_ROUTE

ConfirmCallBack

由于每个消息发送时的处理逻辑不一定相同，因此ConfirmCallback需要在每次发消息时定义。

具体来说，是在调用RabbitTemplate中的convertAndSend方法时，多传递一个参数：

CorrelationData中包含两个核心的东西：

  • id：消息的唯一标示，MQ对不同的消息的回执以此做判断，避免混淆
  • SettableListenableFuture：回执结果的Future对象

将来MQ的回执就会通过这个Future来返回，

我们可以提前给CorrelationData中的Future添加回调函数来处理消息回执：

使用：

这里就是提前定义cd以及cd中的future，发送消息同时传参

@Test
void testPublisherConfirm() {
    // 1.创建CorrelationData
    CorrelationData cd = new CorrelationData();
    // 2.给Future添加ConfirmCallback
    cd.getFuture().addCallback(new ListenableFutureCallback<CorrelationData.Confirm>() {
        @Override
        public void onFailure(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);
        }
        @Override
        public void onSuccess(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("hmall.direct", "q", "hello", cd);
}

注：

开启生产者确认比较消耗MQ性能，一般不建议开启。而且大家思考一下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。

MQ可靠性

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
public DirectExchange directExchange(){
    return new DirectExchange("hmall.direct", true, false);
}

true：持久化 alse：不自动删除 MQ 重启后交换机还在。

  • 队列持久化
@Bean
public Queue directQueue(){
    return new Queue("direct.queue1", true);
}

MQ 重启后队列还在。

  • 消息持久化

持久化类型需要自定义消息类型，而非持久化不需要 ：

    @Test
    public void testDurable() throws JsonProcessingException {
        String exchangeName="directExchange";
        Map<String,Object> map = new HashMap<>();
        map.put("name","jack");
        Message message1 = MessageBuilder
                .withBody(new ObjectMapper().writeValueAsBytes(map))
                .setDeliveryMode(MessageDeliveryMode.PERSISTENT)
                .build();
        Message message2 = MessageBuilder
                .withBody("hello".getBytes(StandardCharsets.UTF_8))
                .setDeliveryMode(MessageDeliveryMode.PERSISTENT)
                .build();

        rabbitTemplate.send(exchangeName,"red", message1);
        rabbitTemplate.send(exchangeName,"blue", message2);
    }

自己构建的message更适合用send，convertandsend更适合传入object自动转message的情况

持久化：先存入内存，后存入磁盘（所有消息都会）

非持久化：正常情况下只保存在内存，内存压力大时可能会被分页到磁盘（paging）

注：

在开启持久化机制以后，如果同时还开启了生产者确认，那么MQ会在消息持久化以后才发送ACK回执，进一步确保消息的可靠性。

不过出于性能考虑，为了减少IO次数，发送到MQ的消息并不是逐条持久化到数据库的，而是每隔一段时间批量持久化。一般间隔在100毫秒左右，这就会导致ACK有一定的延迟，因此建议生产者确认全部采用异步方式。

lazequeue

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。

官方推荐使用惰性队列处理这类问题

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

在3.12版本之后，LazyQueue已经成为所有队列的默认格式。

springamqp声明lazequeue队列

基于QueueBuilder

只能创建

@Bean
public Queue lazyQueue(){
    return QueueBuilder
            .durable("lazy.queue")
            .lazy() // 开启Lazy模式
            .build();
}

基于注解

创建+监听

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

对于已经存在的队列，也可以配置为lazy模式，但是要通过设置policy实现。

可以基于命令行设置policy：

rabbitmqctl set_policy Lazy "^lazy-queue$" '{"queue-mode":"lazy"}' --apply-to queues
  • rabbitmqctl ：RabbitMQ的命令行工具
  • set_policy ：添加一个策略
  • Lazy ：策略名称，可以自定义
  • "^lazy-queue$" ：用正则表达式匹配队列的名字
  • '{"queue-mode":"lazy"}' ：设置队列模式为lazy模式
  • --apply-to queues：策略的作用对象，是所有的队列

当然也可以使用图形化界面操作

消费者可靠性

消息投递过程中消费者并不代表就一定被正确消费了，可能出现的故障有很多，

RabbitMQ必须知道消费者的处理状态，一旦消息处理失败才能重新投递消息。

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.

SpringAMQP实现了消息确认。并允许通过配置文件设置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;

配置：

spring:
  rabbitmq:
    listener:
      simple:
        acknowledge-mode: auto # 自动ack，可更换想要的模式

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。

极端情况就是消费者一直无法执行成功，那么消息requeue就会无限循环，导致mq的消息处理飙升，带来不必要的压力

Spring又提供了消费者失败重试机制：在消费者出现异常时利用本地重试，而不是无限制的requeue到mq队列。

在配置文件中进行配置

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-interval
          max-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
  • 开启本地重试时，消息处理过程中抛出异常，不会requeue到队列，而是在消费者本地重试
  • 重试达到最大次数后，Spring会返回reject，消息会被丢弃

对于消息可靠性要求较高的业务场景下，消息的直接丢弃不太合适

因此Spring允许我们自定义重试次数耗尽后的消息处理策略，这个策略是由MessageRecovery接口来定义的，它有3个不同实现：

  • RejectAndDontRequeueRecoverer：重试耗尽后，直接reject，丢弃消息。默认就是这种方式
  • ImmediateRequeueMessageRecoverer：重试耗尽后，返回nack，消息重新入队
  • RepublishMessageRecoverer：重试耗尽后，将失败消息投递到指定的交换机

最为合适一种处理方案是RepublishMessageRecoverer，

失败后将消息投递到一个指定的，专门存放异常消息的队列，后续由人工集中处理。

使用：

1、在consumer.config的服务中创建errorexchange并绑定errorqueue进行后续服务

 @Bean
    public DirectExchange errorExchange() {
        return new DirectExchange("errorExchange");
    }
    @Bean
    public Queue errorQueue() {
        return new Queue("errorQueue",true);

    }
    @Bean
    public Binding errorBinding() {
        return BindingBuilder.bind(errorQueue()).to(errorExchange()).with("error");
    }

2、在consumer.config中定义重发服务

    @Bean
    public MessageRecoverer RepublishMessageRecoverer(RabbitTemplate rabbitTemplate) {
        return new RepublishMessageRecoverer(rabbitTemplate,"errorExchange","error");
    }

rabbitTemplate操作模板，起到接收和发送消息作用

# rabbitmq # 分布式 # java
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