Hello各位同学大家好，我是黑马程序员的虎哥，很高兴又跟大家见面了。今天跟大家聊聊RabbitMQ的消息可靠性问题。
0. 文章导读
在微服务项目中，消息队列可以说是使用频率非常高的组件。而消息可靠性则是使用消息队列的技术难点，也是面试的热点。我将以RabbitMQ为例，带领大家从消息可靠性产生原因、解决思路、具体代码等多个方面层层深入，彻底弄懂消息可靠性的解决方案。
由于内容较多，我们会分成多篇文章来分析，本篇我们先聊聊有关发送者可靠性的问题。
注意：本篇文章会基于SpringAMQP来讲解RabbitMQ可靠性的具体代码实现。如果不会的同学需要先自行学习SpringAMQP的基本用法。
1. 什么是消息可靠性
所谓的消息可靠性就是确保消息发送后至少要被消费者处理一次。
在实际业务中，由于各种原因，消息发送后消费者不一定能接收到消息。对于普通业务来说丢失一两条消息没什么，但一些对安全性要求较高的业务，一旦消息丢失，就会出现严重的异常。
所以，我们必须想办法确保消息的可靠性，尽可能使发送的消息被消费者接受并正确处理。
2. 消息丢失原因
首先，我们一起分析一下消息丢失的可能性有哪些。 消息从发送者发送消息，到消费者处理消息，需要经过的流程是这样的：
消息从生产者到消费者的每一步都可能导致消息丢失：
-
发送消息时丢失：
- 发送者发送消息时连接MQ失败
- 发送者发送消息到达MQ后未找到Exchange
- 发送者发送消息到达MQ的Exchange后，未找到合适的Queue
- 消息到达MQ后，处理消息的进程发生异常
-
MQ导致消息丢失：
- 消息到达MQ，保存到队列后，尚未消费就突然宕机
-
消费者处理消息时：
- 消息接收后尚未处理突然宕机
- 消息接收后处理过程中抛出异常
综上，我们要解决消息丢失问题，保证MQ的可靠性，就必须从3个方面入手：
- 确保发送者一定把消息发送到MQ
- 确保MQ不会将消息弄丢
- 确保消费者一定要处理消息
3. 发送者的可靠性
发送者发送消息失败的可能性较多，比如：
- 发送者与MQ之间的网络出现故障
- 发送者发送消息没能到达MQ或者在MQ中路由失败
我们接下来分别讨论这两种情况的处理方案。
3.1.发送者重连
首先第一种情况，就是发送者发送消息时，出现了网络故障，导致与MQ的连接中断。
为了解决这个问题，SpringAMQP提供的消息发送时的重试机制。即：当RabbitTemplate与MQ连接超时后，多次重试。
在Springboot项目中，修改application.yaml文件，添加下面的内容即可开启发送者重连机制：
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
停掉你的RabbitMQ服务，模拟网络故障。 然后利用SpringAMQP发送消息测试发送一条消息，会发现会每隔1秒重试1次，总共重试了3次。消息发送的超时重试机制配置成功了！
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。
3.2.发送者确认机制
一般情况下，只要生产者与MQ之间的网路连接顺畅，基本不会出现发送消息丢失的情况，因此大多数情况下我们无需考虑这种问题。
不过，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。 具体如图所示：
总结如下：
- 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。
3.3.实现发送者者确认
接下来，我们来看看在spring-amqp中如何实现发送者确认机制。
① 开启生产者确认
首先修改项目中的application.yaml，向中添加配置：
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
- correlated：MQ异步回调返回回执
一般我们推荐使用correlated，回调机制。
3.3.2.定义ReturnCallback
每个RabbitTemplate只能配置一个ReturnCallback，因此我们可以在配置类中统一设置。
例如，新建一个MqConfig类，内容如下：
package com.itheima.publisher.config;
import lombok.AllArgsConstructor;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.springframework.amqp.core.ReturnedMessage;
import org.springframework.amqp.rabbit.core.RabbitTemplate;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import javax.annotation.PostConstruct;
@Slf4j
@AllArgsConstructor
@Configuration
public class MqConfig {
private final RabbitTemplate rabbitTemplate;
@PostConstruct
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());
}
});
}
}
② 定义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：
这里的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：
我们新建一个测试，向系统自带的交换机发送消息，并且添加ConfirmCallback：
@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);
}
执行结果如下：
可以看到，由于传递的RoutingKey是错误的，路由失败后，触发了return callback，同时也收到了ack。 当我们修改为正确的RoutingKey以后，就不会触发return callback了，只收到ack。 而如果连交换机都是错误的，则只会收到nack。
注意： 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。
总结
OK，有关消息发送者的可靠性我们就分析完了。 总结一下，消息队列消息丢失的原因有很多，主要是3个层面：
- 发送者丢失消息
- MQ丢失消息
- 消费者丢失消息
我们保证消息可靠性也要从这3方面入手。本篇我们先讲了发送者可靠性的保证思路，主要有两点：
- 基于失败重连机制，确保发送者与MQ的连接可靠
- 基于发送者确认机制，确保发送者消息一定能到达MQ
那么消息到达MQ以后，如何确保MQ不会把消息弄丢呢？消息投递给消费者以后，又如何确保消费者不会弄丢消息呢？ 别着急，我们下期继续分析，咱们下期再见！
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