微服务高级篇(五):可靠消息服务

文章目录

  • 一、消息队列MQ存在的问题?
  • 二、如何保证 `消息可靠性` ?
    • 2.1 生产者消息确认【对生产者配置】
    • 2.2 消息持久化
    • 2.3 消费者消息确认【对消费者配置】
    • 2.4 消费失败重试机制
    • 2.5 消费者失败消息处理策略
    • 2.6 总结
  • 三、处理延迟消息?死信交换机
    • 3.1 死信交换机概念
    • 3.2 TTL
    • 3.3 延迟队列 Delay Queue
      • 3.3.1 安装DelayExchange插件
      • 3.3.2 SpringAMQP使用延迟队列插件
  • 四、处理消息堆积问题?惰性队列
    • 4.1 消息堆积问题
    • 4.2 惰性队列 Lazy Queue
  • 五、高可用性:MQ集群
    • 5.1 集群分类
    • 5.2 普通集群
      • 5.2.1 部署
      • 5.2.2 获取cookie
      • 5.2.3 准备集群配置
      • 5.2.4 启动集群
      • 5.2.5 测试
    • 5.3 镜像集群
      • 5.3.1 镜像模式的特征
      • 5.3.2 镜像模式的配置
      • 5.3.3 测试
    • 5.4 仲裁队列
      • 5.4.1 添加仲裁队列
      • 5.4.2 测试
      • 5.4.3 集群扩容
    • 5.5 使用SpringAMQP创建仲裁队列


一、消息队列MQ存在的问题?

  1. 消息的可靠性问题:如何确保发送的消息至少被消费一次
  2. 延迟消息问题:如何实现消息的延迟投递
  3. 消息堆积问题:如何解决数百万消息堆积,无法及时消费的问题
  4. 高可用问题:如何避免单点的MQ故障而导致的不可用问题

二、如何保证 消息可靠性

2.1 生产者消息确认【对生产者配置】

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演示:前提RabbitMQ有一个交换机amq.topic,队列simple.queue,并且二者绑定bind了rountingKey为simple.#

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CommonConfig.java

@Slf4j
@Configuration
public class CommonConfig implements ApplicationContextAware {@Overridepublic void setApplicationContext(ApplicationContext applicationContext) throws BeansException {// 获取RabbitTemplate对象RabbitTemplate rabbitTemplate = applicationContext.getBean(RabbitTemplate.class);// 配置ReturnCallbackrabbitTemplate.setReturnCallback((message, replyCode, replyText, exchange, routingKey) -> {// 判断是否是延迟消息Integer receivedDelay = message.getMessageProperties().getReceivedDelay();if (receivedDelay != null && receivedDelay > 0) {// 是一个延迟消息,忽略这个错误提示return;}// 记录日志log.error("消息发送到队列失败。响应码:{}, 失败原因:{}, 交换机: {}, 路由key:{}, 消息: {}",replyCode, replyText, exchange, routingKey, message.toString());// 如果有需要的话,重发消息});}
}

测试类:

    @Autowiredprivate RabbitTemplate rabbitTemplate;@Testpublic void testSendMessage2SimpleQueue() throws InterruptedException {// 1.准备消息String message = "hello, spring amqp!";// 2.准备CorrelationData// 2.1.消息IDCorrelationData correlationData = new CorrelationData(UUID.randomUUID().toString());// 2.2.准备ConfirmCallbackcorrelationData.getFuture().addCallback(result -> { // 1)成功回调// 判断结果if (result.isAck()) {// ACKlog.debug("消息成功投递到交换机!消息ID: {}", correlationData.getId());} else {// NACKlog.error("消息投递到交换机失败!消息ID:{}", correlationData.getId());// 重发消息}}, ex -> { // 2)失败回调// 记录日志log.error("消息发送失败!", ex);// 重发消息});// 3.发送消息rabbitTemplate.convertAndSend("amq.topic", "simple.test", message, correlationData);}

此时结果为:

22:28:57:420 DEBUG 9600 --- [07.236.163:5672] cn.itcast.mq.spring.SpringAmqpTest       : 消息成功投递到交换机!消息ID: 06e7f233-d126-4c23-8499-547869e7a9b6

rabbitTemplate.convertAndSend("aaaaamq.topic", "simple.test", message, correlationData);,此时结果为:

22:42:30:013 ERROR 18652 --- [nectionFactory1] cn.itcast.mq.spring.SpringAmqpTest       : 消息投递到交换机失败!消息ID4b3d6575-03bc-4473-a343-5c8ef30c6496

rabbitTemplate.convertAndSend("amq.topic", "aaa.simple.test", message, correlationData);,此时结果为:

22:28:57:420 DEBUG 9600 --- [07.236.163:5672] cn.itcast.mq.spring.SpringAmqpTest       : 消息成功投递到交换机!消息ID: 06e7f233-d126-4c23-8499-547869e7a9b6
22:28:57:424 ERROR 9600 --- [nectionFactory1] cn.itcast.mq.config.CommonConfig         : 消息发送到队列失败。响应码:312, 失败原因:NO_ROUTE, 交换机: amq.topic, 路由key:a.simple.test, 消息: (Body:'hello, spring amqp!' MessageProperties [headers={spring_returned_message_correlation=06e7f233-d126-4c23-8499-547869e7a9b6}, contentType=text/plain, contentEncoding=UTF-8, contentLength=0, receivedDeliveryMode=PERSISTENT, priority=0, deliveryTag=0])

2.2 消息持久化

当通过docker restart mq重启RabbitMQ发现,之前设置的队列都被清理了,因此需要做消息的持久化。

下面交换机与队列的持久化在消费者中进行配置,消息的持久化在生产者中配置:

在这里插入图片描述

其实Spring默认消息是持久化的,无需专门设置,所以按照之前的写法也行。

2.3 消费者消息确认【对消费者配置】

消费者也需要进行消息的确认,当无异常时,会发送ack回执;当有异常时,会发出nack回执,告诉生产者我这里有异常,你再发送一遍消息。
下面三种方式最常使用的时自动auto生成回执。

在这里插入图片描述

如果利用auto机制,消费者有异常时,会发出nack回执,告诉生产者我这里有异常,生产者会发送消息,再异常再发,导致压力倍增。下面一节将处理这个问题。

2.4 消费失败重试机制

在这里插入图片描述

演示:

在这里插入图片描述

2.5 消费者失败消息处理策略

上述消费者本地重试消息失败后,默认消息会被丢弃,其实还有其他方式。

最常用的是RepublisjMessageRecover:将失败消息给专门处理失败消息的交换机和队列,然后人工处理其消息
在这里插入图片描述

/*** 处理异常消息的交换机和队列*/
@Configuration
public class ErrorMessageConfig {// 处理异常消息的交换机@Beanpublic DirectExchange errorMessageExchange(){return new DirectExchange("error.direct");}// 处理异常消息的队列@Beanpublic Queue errorQueue(){return new Queue("error.queue");}// 交换机和队列的绑定@Beanpublic Binding errorMessageBinding(){return BindingBuilder.bind(errorQueue()).to(errorMessageExchange()).with("error");}// 消费者失败消息处理策略:// republishMessageRecoverer方式@Beanpublic MessageRecoverer republishMessageRecoverer(RabbitTemplate rabbitTemplate){return new RepublishMessageRecoverer(rabbitTemplate, "error.direct", "error");}
}

在这里插入图片描述

2.6 总结

如何确保RabbitMQ消息的可靠性?

  1. 开启生产者确认机制,确保生产者的消息能到达队列
  2. 开启持久化功能,确保消息未消费前在队列中不会丢失
  3. 开启消费者确认机制为auto,由spring确认消息处理成功后完成ack
  4. 开启消费者失败重试机制,并设置MessageRecoverer,多次重试失败后将消息投递到异常交换机,交由人工处理

三、处理延迟消息?死信交换机

3.1 死信交换机概念

死信交换机看似与上一节的失败交换机类似,但失败交换机是由消费者将失败消息投递给交换机,而死信交换机模式是由队列将消息投递给死信交换机。

在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

3.2 TTL

TTL,也就是Time-To-Live。如果一个队列中的消息TTL结束仍未消费,则会变为死信,ttl超时分为两种情况:

1)消息所在的队列设置了存活时间

2)消息本身设置了存活时间

下面实现两个交换机队列:TTL交换机队列,死信交换机队列

在这里插入图片描述

1.在cunsumer中指定TTL交换机队列(超时时间为10秒),死信交换机队列

@Configuration
public class TTLMessageConfig {// TTL交换机@Beanpublic DirectExchange ttlDirectExchange(){return new DirectExchange("ttl.direct");}// TTL队列@Beanpublic Queue ttlQueue(){return QueueBuilder.durable("ttl.queue").ttl(10000)   // 队列的超时时间为10秒.deadLetterExchange("dl.direct") // 死信交换机.deadLetterRoutingKey("dl") // 死信交换机的rountingKey.build();}@Beanpublic Binding ttlBinding(){return BindingBuilder.bind(ttlQueue()).to(ttlDirectExchange()).with("ttl");}
}
@Slf4j
@Component
public class SpringRabbitListener {/*** 指定死信交换机、队列、绑定rountingKey值* @param msg*/@RabbitListener(bindings = @QueueBinding(value = @Queue(name = "dl.queue", durable = "true"),exchange = @Exchange(name = "dl.direct"),key = "dl"))public void listenDlQueue(String msg) {log.info("消费者接收到了dl.queue的延迟消息");}
}

2.在publisher中编写测试类,发送一个超时时间为5秒的消息

    /*** 演示死信交换机:* 发送一个TTL超时时间为5秒的消息*/@Testpublic void testTTLMessage() {// 1.准备消息Message message = MessageBuilder.withBody("hello, ttl messsage".getBytes(StandardCharsets.UTF_8)).setDeliveryMode(MessageDeliveryMode.PERSISTENT).setExpiration("5000").build();// 2.发送消息rabbitTemplate.convertAndSend("ttl.direct", "ttl", message);// 3.记录日志log.info("消息已经成功发送!");}

3.启动消费者和生产者,发现生产者发送消息5秒后消费者才接受到,可以得出结论:取TTL队列和TTL消息中超时时间短的发送给死信交换机。

生产者的日志:
10:38:55:766  INFO 13084 --- [           main] cn.itcast.mq.spring.SpringAmqpTest       : 消息已经成功发送!消费者的日志:
10:39:00:807  INFO 14876 --- [ntContainer#0-1] c.i.mq.listener.SpringRabbitListener     : 消费者接收到了dl.queue的延迟消息

总结:

1.消息超时的两种方式是?

  • 1)给队列设置ttl属性,进入队列后超过ttl时间的消息变为死信
  • 2)给消息设置ttl属性,队列接收到消息超过ttl时间后变为死信
  • 3)两者共存时,以时间短的ttl为准

2.如何实现发送一个消息20秒后消费者才收到消息?

  • 1)给消息的目标队列指定死信交换机
  • 2)消费者监听与死信交换机绑定的队列
  • 3)发送消息时给消息设置ttl为20秒

3.3 延迟队列 Delay Queue

利用TTL结合死信交换机,我们实现了消息发出后,消费者延迟收到消息的效果。这种消息模式就称为延迟队列(Delay Queue)模式。

延迟队列的使用场景包括:

  • 延迟发送短信
  • 用户下单,如果用户在15 分钟内未支付,则自动取消
  • 预约工作会议,20分钟后自动通知所有参会人员

3.3.1 安装DelayExchange插件

官方的安装指南地址为:https://blog.rabbitmq.com/posts/2015/04/scheduling-messages-with-rabbitmq

上述文档是基于linux原生安装RabbitMQ,然后安装插件。

因为我们之前是基于Docker安装RabbitMQ,所以下面我们会讲解基于Docker来安装RabbitMQ插件。

  1. 下载插件

RabbitMQ有一个官方的插件社区,地址为:https://www.rabbitmq.com/community-plugins.html

其中包含各种各样的插件,包括我们要使用的DelayExchange插件:

大家可以去对应的GitHub页面下载3.8.9版本的插件,地址为https://github.com/rabbitmq/rabbitmq-delayed-message-exchange/releases/tag/3.8.9这个对应RabbitMQ的3.8.5以上版本。

课前资料也提供了下载好的插件:rabbitmq_delayed_message_exchange-3.8.9-0199d11c.ez

  1. 上传插件

因为我们是基于Docker安装,所以需要先查看RabbitMQ的插件目录对应的数据卷。如果不是基于Docker的同学,请参考第一章部分,重新创建Docker容器。

我们之前设定的RabbitMQ的数据卷名称为mq-plugins,所以我们使用下面命令查看数据卷:

docker volume inspect mq-plugins

可以得到下面结果:

[root@iZ2ze1r1nnqykr8zfme6cjZ tmp]# docker volume inspect mq-plugins
[{"CreatedAt": "2024-03-26T11:02:23+08:00","Driver": "local","Labels": null,"Mountpoint": "/var/lib/docker/volumes/mq-plugins/_data","Name": "mq-plugins","Options": null,"Scope": "local"}
]

接下来,将插件上传到这个目录即可:Mountpoint目录下

  1. 安装插件

最后就是安装了,需要进入MQ容器内部来执行安装。我的容器名为mq,所以执行下面命令:

docker exec -it mq bash

执行时,请将其中的 -it 后面的mq替换为你自己的容器名.

进入容器内部后,执行下面命令开启插件:

rabbitmq-plugins enable rabbitmq_delayed_message_exchange

结果如下:

Enabling plugins on node rabbit@mq1:
rabbitmq_delayed_message_exchange
The following plugins have been configured:rabbitmq_delayed_message_exchangerabbitmq_managementrabbitmq_management_agentrabbitmq_prometheusrabbitmq_web_dispatch
Applying plugin configuration to rabbit@mq1...
The following plugins have been enabled:rabbitmq_delayed_message_exchangestarted 1 plugins.

最后通过exit命令退出容器

  1. 使用插件

DelayExchange插件的原理是对官方原生的Exchange做了功能的升级:

  • 将DelayExchange接受到的消息暂存在内存中(官方的Exchange是无法存储消息的)。
  • 在DelayExchange中计时,超时后才投递消息到队列中

1)如何创建一个延迟交换机?

在RabbitMQ的管理平台声明一个DelayExchange:

在这里插入图片描述

2)如何发送一个延迟消息?

消息的延迟时间需要在发送消息的时候指定:
在这里插入图片描述

3.3.2 SpringAMQP使用延迟队列插件

演示:在消费者consumer声明延迟交换机,有两种方式:
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
然后在发布者publisher发送一个延迟消息,添加一个x-delay
在这里插入图片描述
测试发现报错,解释:理论上消息到达了交换机会立即将消息转发出去,而延迟交换机会将消息保存下来,等时间到后再转发消息,因此在等待的时间会返回给发布者一个未到达队列的错误。

生产者的日志:
11:25:22:536  INFO 5756 --- [           main] cn.itcast.mq.spring.SpringAmqpTest       : 发送消息成功
11:25:22:552 ERROR 5756 --- [nectionFactory1] cn.itcast.mq.config.CommonConfig         : 消息发送到队列失败。响应码:312, 失败原因:NO_ROUTE, 交换机: delay.direct, 路由key:delay, 消息: (Body:'[B@5f1dfcce(byte[19])' MessageProperties [headers={spring_returned_message_correlation=c411ed18-e4ea-44e0-add9-0d867bbbf282}, contentType=application/octet-stream, contentLength=0, receivedDeliveryMode=PERSISTENT, priority=0, receivedDelay=5000, deliveryTag=0])Process finished with exit code 0消费者的日志:
11:25:27:556  INFO 2612 --- [ntContainer#2-1] c.i.mq.listener.SpringRabbitListener     : 消费者接收到了delay.queue的延迟消息

这里我们修改发布者的ReturnCallback,添加逻辑忽略延迟消息。

@Slf4j
@Configuration
public class CommonConfig implements ApplicationContextAware {@Overridepublic void setApplicationContext(ApplicationContext applicationContext) throws BeansException {// 获取RabbitTemplate对象RabbitTemplate rabbitTemplate = applicationContext.getBean(RabbitTemplate.class);// 配置ReturnCallbackrabbitTemplate.setReturnCallback((message, replyCode, replyText, exchange, routingKey) -> {// 判断是否是延迟消息Integer receivedDelay = message.getMessageProperties().getReceivedDelay();if (receivedDelay != null && receivedDelay > 0) {// 是一个延迟消息,忽略这个错误提示return;}// 记录日志log.error("消息发送到队列失败。响应码:{}, 失败原因:{}, 交换机: {}, 路由key:{}, 消息: {}",replyCode, replyText, exchange, routingKey, message.toString());// 如果有需要的话,重发消息});}
}

最后结果如下:

生产者的日志:
[delegate=amqp://itcast@39.107.236.163:5672/, localPort= 55991]
11:19:50:778  INFO 18824 --- [           main] cn.itcast.mq.spring.SpringAmqpTest       : 发送消息成功消费者的日志:
11:19:55:816  INFO 13184 --- [ntContainer#2-1] c.i.mq.listener.SpringRabbitListener     : 消费者接收到了delay.queue的延迟消息

四、处理消息堆积问题?惰性队列

4.1 消息堆积问题

当生产者发送消息的速度超过了消费者处理消息的速度,就会导致队列中的消息堆积,直到队列存储消息达到上限。最早接收到的消息,可能就会成为死信,会被丢弃,这就是消息堆积问题。

解决消息堆积有三种种思路:

  • 增加更多消费者,提高消费速度
  • 在消费者内开启线程池加快消息处理速度
  • 扩大队列容积,提高堆积上限

4.2 惰性队列 Lazy Queue

从RabbitMQ的3.6.0版本开始,就增加了Lazy Queues的概念,也就是惰性队列。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
  • 支持数百万条的消息存储

设置一个队列为惰性队列的方法?

方法一:只需要在声明队列时,指定x-queue-mode属性为lazy即可。可以通过命令行将一个运行中的队列修改为惰性队列:
在这里插入图片描述

方法二:使用SpringAMQP声明惰性队列:

在这里插入图片描述

演示:定义两个队列,惰性队列和普通队列,分别发送一百万条消息,看内存和磁盘情况

/*** 惰性队列*/
@Configuration
public class LazyConfig {// 惰性队列@Beanpublic Queue lazyQueue() {return QueueBuilder.durable("lazy.queue").lazy().build();}// 普通队列@Beanpublic Queue normalQueue() {return QueueBuilder.durable("normal.queue").build();}
}

惰性队列:消息全在磁盘中

    /*** 演示惰性队列:* 发送一百万条消息*/@Testpublic void testLazyQueue() throws InterruptedException {long b = System.nanoTime();for (int i = 0; i < 1000000; i++) {// 1.准备消息Message message = MessageBuilder.withBody("hello, Spring".getBytes(StandardCharsets.UTF_8)).setDeliveryMode(MessageDeliveryMode.NON_PERSISTENT).build();// 2.发送消息rabbitTemplate.convertAndSend("lazy.queue", message);}long e = System.nanoTime();System.out.println(e - b);}

在这里插入图片描述

普通队列:消息再磁盘和内存中

    /*** 演示普通队列:* 发送一百万条消息*/@Testpublic void testNormalQueue() throws InterruptedException {long b = System.nanoTime();for (int i = 0; i < 1000000; i++) {// 1.准备消息Message message = MessageBuilder.withBody("hello, Spring".getBytes(StandardCharsets.UTF_8)).setDeliveryMode(MessageDeliveryMode.NON_PERSISTENT).build();// 2.发送消息rabbitTemplate.convertAndSend("normal.queue", message);}long e = System.nanoTime();System.out.println(e - b);}

在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

五、高可用性:MQ集群

5.1 集群分类

在这里插入图片描述

在RabbitMQ的官方文档中,讲述了两种集群的配置方式:

  • 普通模式:普通模式集群不进行数据同步,每个MQ都有自己的队列、数据信息(其它元数据信息如交换机等会同步)。例如我们有2个MQ:mq1,和mq2,如果你的消息在mq1,而你连接到了mq2,那么mq2会去mq1拉取消息,然后返回给你。如果mq1宕机,消息就会丢失。
  • 镜像模式:与普通模式不同,队列会在各个mq的镜像节点之间同步,因此你连接到任何一个镜像节点,均可获取到消息。而且如果一个节点宕机,并不会导致数据丢失。不过,这种方式增加了数据同步的带宽消耗。

5.2 普通集群

在这里插入图片描述

接下来,我们看看如何安装RabbitMQ的集群。

5.2.1 部署

我们先来看普通模式集群,我们的计划部署3节点的mq集群:记得云服务器要暴露15672、5672、8081-8083、8071-8073端口

主机名控制台端口amqp通信端口
mq18081 —> 156728071 —> 5672
mq28082 —> 156728072 —> 5672
mq38083 —> 156728073 —> 5672

集群中的节点标示默认都是:rabbit@[hostname],因此以上三个节点的名称分别为:

  • rabbit@mq1
  • rabbit@mq2
  • rabbit@mq3

5.2.2 获取cookie

RabbitMQ底层依赖于Erlang,而Erlang虚拟机就是一个面向分布式的语言,默认就支持集群模式。集群模式中的每个RabbitMQ 节点使用 cookie 来确定它们是否被允许相互通信。

要使两个节点能够通信,它们必须具有相同的共享秘密,称为Erlang cookie。cookie 只是一串最多 255 个字符的字母数字字符。

每个集群节点必须具有相同的 cookie。实例之间也需要它来相互通信。

我们先在之前启动的mq容器中获取一个cookie值,作为集群的cookie。执行下面的命令:

docker exec -it mq cat /var/lib/rabbitmq/.erlang.cookie

可以看到cookie值如下:

JBIXBEJBTRPDPHPGGZJV

接下来,停止并删除当前的mq容器,我们重新搭建集群。

docker rm -f mq# 清理数据卷
docker volume prune

5.2.3 准备集群配置

在/tmp目录新建一个配置文件 rabbitmq.conf:

cd /tmp
# 创建文件
touch rabbitmq.conf

文件内容如下:

loopback_users.guest = false
listeners.tcp.default = 5672
cluster_formation.peer_discovery_backend = rabbit_peer_discovery_classic_config
cluster_formation.classic_config.nodes.1 = rabbit@mq1
cluster_formation.classic_config.nodes.2 = rabbit@mq2
cluster_formation.classic_config.nodes.3 = rabbit@mq3

再创建一个文件,记录cookie

cd /tmp
# 创建cookie文件
touch .erlang.cookie
# 写入cookie
echo "JBIXBEJBTRPDPHPGGZJV" > .erlang.cookie
# 修改cookie文件的权限
chmod 600 .erlang.cookie

准备三个目录,mq1、mq2、mq3:

cd /tmp
# 创建目录
mkdir mq1 mq2 mq3

然后拷贝rabbitmq.conf、cookie文件到mq1、mq2、mq3:

# 进入/tmp
cd /tmp
# 拷贝
cp rabbitmq.conf mq1
cp rabbitmq.conf mq2
cp rabbitmq.conf mq3
cp .erlang.cookie mq1
cp .erlang.cookie mq2
cp .erlang.cookie mq3

5.2.4 启动集群

创建一个网络:

docker network create mq-net

运行命令

docker run -d --net mq-net \
-v ${PWD}/mq1/rabbitmq.conf:/etc/rabbitmq/rabbitmq.conf \
-v ${PWD}/.erlang.cookie:/var/lib/rabbitmq/.erlang.cookie \
-e RABBITMQ_DEFAULT_USER=itcast \
-e RABBITMQ_DEFAULT_PASS=123321 \
--name mq1 \
--hostname mq1 \
-p 8071:5672 \
-p 8081:15672 \
rabbitmq:3.8-management
docker run -d --net mq-net \
-v ${PWD}/mq2/rabbitmq.conf:/etc/rabbitmq/rabbitmq.conf \
-v ${PWD}/.erlang.cookie:/var/lib/rabbitmq/.erlang.cookie \
-e RABBITMQ_DEFAULT_USER=itcast \
-e RABBITMQ_DEFAULT_PASS=123321 \
--name mq2 \
--hostname mq2 \
-p 8072:5672 \
-p 8082:15672 \
rabbitmq:3.8-management
docker run -d --net mq-net \
-v ${PWD}/mq3/rabbitmq.conf:/etc/rabbitmq/rabbitmq.conf \
-v ${PWD}/.erlang.cookie:/var/lib/rabbitmq/.erlang.cookie \
-e RABBITMQ_DEFAULT_USER=itcast \
-e RABBITMQ_DEFAULT_PASS=123321 \
--name mq3 \
--hostname mq3 \
-p 8073:5672 \
-p 8083:15672 \
rabbitmq:3.8-management

输入ip地址:8082,可以3个集群都能看到
在这里插入图片描述

5.2.5 测试

在mq1这个节点上添加一个队列:

如图,在mq2和mq3两个控制台也都能看到:

在这里插入图片描述

  1. 数据共享测试

点击这个队列,进入管理页面:

然后利用控制台发送一条消息到这个队列:

结果在mq2、mq3上都能看到这条消息:

  1. 可用性测试

我们让其中一台节点mq1宕机:

docker stop mq1

然后登录mq2或mq3的控制台,发现simple.queue也不可用了:

说明数据并没有拷贝到mq2和mq3。

5.3 镜像集群

在这里插入图片描述

在刚刚的案例中,一旦创建队列的主机宕机,队列就会不可用。不具备高可用能力。如果要解决这个问题,必须使用官方提供的镜像集群方案。

官方文档地址:https://www.rabbitmq.com/ha.html

5.3.1 镜像模式的特征

默认情况下,队列只保存在创建该队列的节点上。而镜像模式下,创建队列的节点被称为该队列的主节点,队列还会拷贝到集群中的其它节点,也叫做该队列的镜像节点。

但是,不同队列可以在集群中的任意节点上创建,因此不同队列的主节点可以不同。甚至,一个队列的主节点可能是另一个队列的镜像节点

用户发送给队列的一切请求,例如发送消息、消息回执默认都会在主节点完成,如果是从节点接收到请求,也会路由到主节点去完成。镜像节点仅仅起到备份数据作用

当主节点接收到消费者的ACK时,所有镜像都会删除节点中的数据。

总结如下:

  • 镜像队列结构是一主多从(从就是镜像)
  • 所有操作都是主节点完成,然后同步给镜像节点
  • 主宕机后,镜像节点会替代成新的主(如果在主从同步完成前,主就已经宕机,可能出现数据丢失)
  • 不具备负载均衡功能,因为所有操作都会有主节点完成(但是不同队列,其主节点可以不同,可以利用这个提高吞吐量)

5.3.2 镜像模式的配置

镜像模式的配置有3种模式:

ha-modeha-params效果
准确模式exactly队列的副本量count集群中队列副本(主服务器和镜像服务器之和)的数量。count如果为1意味着单个副本:即队列主节点。count值为2表示2个副本:1个队列主和1个队列镜像。换句话说:count = 镜像数量 + 1。如果群集中的节点数少于count,则该队列将镜像到所有节点。如果有集群总数大于count+1,并且包含镜像的节点出现故障,则将在另一个节点上创建一个新的镜像。
all(none)队列在群集中的所有节点之间进行镜像。队列将镜像到任何新加入的节点。镜像到所有节点将对所有群集节点施加额外的压力,包括网络I / O,磁盘I / O和磁盘空间使用情况。推荐使用exactly,设置副本数为(N / 2 +1)。
nodesnode names指定队列创建到哪些节点,如果指定的节点全部不存在,则会出现异常。如果指定的节点在集群中存在,但是暂时不可用,会创建节点到当前客户端连接到的节点。

这里我们以rabbitmqctl命令作为案例来讲解配置语法。

语法示例:

  1. exactly模式
rabbitmqctl set_policy ha-two "^two\." '{"ha-mode":"exactly","ha-params":2,"ha-sync-mode":"automatic"}'
  • rabbitmqctl set_policy:固定写法
  • ha-two:策略名称,自定义
  • "^two\.":匹配队列的正则表达式,符合命名规则的队列才生效,这里是任何以two.开头的队列名称
  • '{"ha-mode":"exactly","ha-params":2,"ha-sync-mode":"automatic"}': 策略内容
    • "ha-mode":"exactly":策略模式,此处是exactly模式,指定副本数量
    • "ha-params":2:策略参数,这里是2,就是副本数量为2,1主1镜像
    • "ha-sync-mode":"automatic":同步策略,默认是manual,即新加入的镜像节点不会同步旧的消息。如果设置为automatic,则新加入的镜像节点会把主节点中所有消息都同步,会带来额外的网络开销
  1. all模式
rabbitmqctl set_policy ha-all "^all\." '{"ha-mode":"all"}'
  • ha-all:策略名称,自定义
  • "^all\.":匹配所有以all.开头的队列名
  • '{"ha-mode":"all"}':策略内容
    • "ha-mode":"all":策略模式,此处是all模式,即所有节点都会称为镜像节点
  1. nodes模式
rabbitmqctl set_policy ha-nodes "^nodes\." '{"ha-mode":"nodes","ha-params":["rabbit@nodeA", "rabbit@nodeB"]}'
  • rabbitmqctl set_policy:固定写法
  • ha-nodes:策略名称,自定义
  • "^nodes\.":匹配队列的正则表达式,符合命名规则的队列才生效,这里是任何以nodes.开头的队列名称
  • '{"ha-mode":"nodes","ha-params":["rabbit@nodeA", "rabbit@nodeB"]}': 策略内容
    • "ha-mode":"nodes":策略模式,此处是nodes模式
    • "ha-params":["rabbit@mq1", "rabbit@mq2"]:策略参数,这里指定副本所在节点名称

5.3.3 测试

我们使用exactly模式的镜像,因为集群节点数量为3,因此镜像数量就设置为2.

我们进入mq1运行下面的命令:表示只要是以two开头的队列会创建一个镜像

# 进入mq1容器的控制台
docker exec -it mq1 bash
# 执行exactly模式
rabbitmqctl set_policy ha-two "^two\." '{"ha-mode":"exactly","ha-params":2,"ha-sync-mode":"automatic"}'
# 退出容器
exit

可以看到策略已经部署上
在这里插入图片描述

下面,我们创建一个新的队列:two.queue

在这里插入图片描述

在任意一个mq控制台查看队列:

在这里插入图片描述

  1. 测试数据共享

给two.queue发送一条消息:

然后在mq1、mq2、mq3的任意控制台都可以查看消息:

  1. 测试高可用

现在,我们让two.queue的主节点mq1宕机:

docker stop mq1

查看集群状态:

在这里插入图片描述

查看队列状态:mq2成为了主节点,mq3成为了镜像节点

在这里插入图片描述

发现依然是健康的!并且其主节点切换到了rabbit@mq2上

5.4 仲裁队列

仲裁队列:仲裁队列是3.8版本以后才有的新功能,用来替代镜像队列,具备下列特征:

  • 与镜像队列一样,都是主从模式,支持主从数据同步
  • 使用非常简单,没有复杂的配置
  • 主从同步基于Raft协议,强一致

5.4.1 添加仲裁队列

在任意控制台添加一个队列,一定要选择队列类型为Quorum类型。

在这里插入图片描述

在任意控制台查看队列:

在这里插入图片描述

可以看到,仲裁队列的 + 2字样。代表这个队列有2个镜像节点。

因为仲裁队列默认的镜像数为5。如果你的集群有7个节点,那么镜像数肯定是5;而我们集群只有3个节点,因此镜像数量就是3.

5.4.2 测试

可以参考对镜像集群的测试,效果是一样的。

5.4.3 集群扩容

  1. 加入集群

1)启动一个新的MQ容器:

docker run -d --net mq-net \
-v ${PWD}/.erlang.cookie:/var/lib/rabbitmq/.erlang.cookie \
-e RABBITMQ_DEFAULT_USER=itcast \
-e RABBITMQ_DEFAULT_PASS=123321 \
--name mq4 \
--hostname mq5 \
-p 8074:15672 \
-p 8084:15672 \
rabbitmq:3.8-management

2)进入容器控制台:

docker exec -it mq4 bash

3)停止mq进程

rabbitmqctl stop_app

4)重置RabbitMQ中的数据:

rabbitmqctl reset

5)加入mq1:

rabbitmqctl join_cluster rabbit@mq1

6)再次启动mq进程

rabbitmqctl start_app
  1. 增加仲裁队列副本

我们先查看下quorum.queue这个队列目前的副本情况,进入mq1容器:

docker exec -it mq1 bash

执行命令:

rabbitmq-queues quorum_status "quorum.queue"

结果:

现在,我们让mq4也加入进来:

rabbitmq-queues add_member "quorum.queue" "rabbit@mq4"

结果:

再次查看:

rabbitmq-queues quorum_status "quorum.queue"

查看控制台,发现quorum.queue的镜像数量也从原来的 +2 变成了 +3:

5.5 使用SpringAMQP创建仲裁队列

修改xml文件
在这里插入图片描述

声明仲裁队列

/*** 仲裁队列*/
@Configuration
public class QuorumConfig {@Beanpublic Queue quorumQueue() {return QueueBuilder.durable("quorum.queue2") // 持久化.quorum() // 仲裁队列.build();}
}

启动运行,发现队列创建成功

在这里插入图片描述

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