RabbitMQ消息可靠性分析和应用

2019/03/22 08:25
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原文: RabbitMQ消息可靠性分析和应用

RabbitMQ流程简介(带Exchange)

       RabbitMQ使用一些机制来保证可靠性,如持久化、消费确认及发布确认等。

       先看以下这个图:

 

 

 

 

 

 

       P为生产者,X为中转站(Exchange),红色部分为消息队列,C1、C2为消费者。

       整个流程分成三部分:第一,生产者生产消息,发送到中转站;第二,中转站按定义的规则转发消息到消息队列;第三,消费者从消息队列获取消息进行消费(处理)。


 

RabbitMQ消息可靠性分析和应用

       应用代码均使用C#客户端代码实现。

 

一、发布确认

       生产者生产消息,发送到中转站的过程中,可能会因为网络丢包、网络故障等问题造成消息丢失。为了确保生产者发送的消息不会丢失,RabbitMQ提供了发布确认(Publisher Confirms)机制,从而提高消息的可靠性(注意:发布确认机制不能和事务机制一起使用)。

       单条消息发布确认:

channel.ConfirmSelect();//发布确认机制
                string message = "msg";
                var body = Encoding.UTF8.GetBytes(message);
                channel.BasicPublish(
                        exchange: "MarkTopicChange",
                        routingKey: "MarkRouteKey.one",
                        basicProperties: null,
                        body: body
                        );
                bool isPublished = channel.WaitForConfirms();//通道(channel)里消息发送成功返回true

 

       使用channel.ConfirmSelect,一旦信道进入确认模式,所有在该信道上面发布的消息都会被指派一个唯一的ID(从1开始)。消息被投递到所有匹配的队列之后,RabbitMQ就会发送(Basic.Ack)给生产者(包含消息的唯一ID),生产者从而知道消息发送成功。

       多条消息发布确认:

channel.ConfirmSelect();//发布确认机制
                foreach (var itemMsg in lstMsg)
                {
                    byte[] sendBytes = Encoding.UTF8.GetBytes(itemMsg);
                    //发布消息
                    channel.BasicPublish(
                        exchange: "MarkTopicChange",
                        routingKey: "MarkRouteKey.one",
                        basicProperties: null,
                        body: sendBytes
                        );
                }
                bool isAllPublished = channel.WaitForConfirms();//通道(channel)里所有消息均发送才返回true 

       

       注意:多消息发布确认机制情况下,倘若要发送100条消息,发送90条后,突然网络故障,后面的消息发送失败了,那么isAllPublished返回的是false,而前面90条消息已经发送到消息队列了。我们还不知道哪些消息是发送失败的,所以很多条消息发布确认,建议分几次发送或多通道发送。

       此外,需要确保在中转站(Exchange)的消息可以顺利到达消息队列。

       (1)首先需要定义匹配的Exchange和Queue,根据Exchange的类型和routingKey确定转发的关系。

       (2)设置BasicPublish方法中mandatory参数为true,然后监听Exchange中没有匹配的队列的消息,然后进行相操作。

       (3)确保消息队列有足够内存存储消息。

       RabbitMQ默认配置vm_memory_high_watermark为0.4。意思是控制消息占40%内存左右。vm_memory_high_watermark_paging_ratio为0.5,当消息占用内存超过50%,RabbitMQ会把消息转移到磁盘上以释放内存。当磁盘剩余空间小于阀值disk_free_limit(默认为50M),所有生产者阻塞,避免充满磁盘,导致所有的写操作失败。

       RabbitMQ配置文件一般在%APPDATA%\RabbitMQ\rabbitmq.config.

       %APPDATA% 一般为 C:\Users\%USERNAME%\AppData\Roaming(Windows环境)


 

二、持久化

       消息存放到消息队列后,在不配置消息持久化的情况下,若服务器重启、关闭或宕机等,消息都会丢失。配置持久化可以有效提高消息的可靠性。持久化需要同时配置消息持久化和队列持久化。单配置消息持久化,队列消失了,消息没有地方存放;单配置队列持久化,队列还在,消息没了。

       队列持久化在定义队列时候配置

//定义队列
                channel.QueueDeclare(
                    queue: "Mark_Queue", //队列名称
                    durable: true, //队列磁盘持久化                   
                    exclusive: false,//是否排他的,false。如果一个队列声明为排他队列,该队列首次声明它的连接可见,并在连接断开时自动删除
                    autoDelete: false,//是否自动删除,一般设成false
                    arguments: null
                    );

  消息持久化在发布消息时候配置

//消息持久化,把DeliveryMode设成2
                IBasicProperties properties = channel.CreateBasicProperties();
                properties.DeliveryMode = 2;
                    //发布消息
                    channel.BasicPublish(
                        exchange: "MarkTopicChange",
                        routingKey: "MarkRouteKey.one",
                        basicProperties: properties,
                        body: sendBytes
                        );

       如何配置了事务机制或发布确认(publisher confirm)机制,服务端的返回Basic.Ack是在消息落盘之后执行的,进一步的提高了消息的可靠性。

       为了防止磁盘损坏带来的消息丢失,可以配置镜像队列,这里不作介绍。


 

三、消费确认

       为了确保消息被消费者消费,RabbitMQ提供消费确认模式(consumer Acknowledgements)。自动确认模式,当消费者成功接收到消息后,自动通知RabbitMQ,把消息队列中相应消息删除。这很大程度上满足不了我们,假如消费者接收到消息后,服务器宕机,消息还没处理完成,这样就会造成消息丢失。手动确认模式,当消费者成功处理完消息后,手动发消息通知RabbitMQ,把消息队列中相应消息删除。

consumer.Received += (model, ea) =>
                    {
                        var body = ea.Body;
                        var message = Encoding.UTF8.GetString(body);
                        var routingKey = ea.RoutingKey;
                        Console.WriteLine(" [x] Received '{0}':'{1}'",
                                          routingKey,
                                          message);

                    //确认该消息已被消费,发删除消息给RabbitMQ,把消息队列中的消息删除 
                    channel.BasicAck(ea.DeliveryTag, false);
                    //消费消息失败,拒绝此消息,重回队列,让它可以继续发送到其他消费者 
                    //channel.BasicReject(ea.DeliveryTag, true);
                    //消费消息失败,拒绝多条消息,重回队列,让它们可以继续发送到其他消费者 
                    //channel.BasicNack(ea.DeliveryTag, true, true);
                    };
                    //手动确认消息,把autoAck设成false
                    channel.BasicConsume(queue: "Mark_Queue",
                                         autoAck: false,
                                         consumer: consumer);

       

       这里值得注意的是,消息处理完成后,一定要把处理完成的消息发送到RabbitMQ(channel.BasicAck(ea.DeliveryTag, false)),不然RabbitMQ会一直等待,从而造成内存泄露。若处理消息过程中发生异常,可以使用channel.BasicReject(ea.DeliveryTag, true)来拒绝此消息,让它重回队列。若RabbitMQ收不到消费者任何确认消息的信号(包括确认信号,拒绝信号灯),直到此消费者断开连接,消息才能重回队列,继续发送到其他消费者。

       提醒一下,假如消费者消费消息的方法不支持并发(取决于需求),可以限制消费者每次只接收一条消息。

channel.BasicQos(0, 1, false);

 


 

  

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