消息队列在目前分布式系统下具备非常重要的地位,如下的场景是比较适合消息队列的:

  • 跨系统的调用,异步性质的调用最佳。
  • 高并发问题,利用队列串行特点。
  • 订阅模式,数据被未知数量的消费者订阅,比如某种数据的变更会影响多个系统的数据,订单数据就是比较好理解的。

之前有一个场景是商品数据在修改后需要推送到elasticsearch中,由于修改产品的并发量以及数据量均不大,所以对于消息未做持久化,而且为了快速上线简化系统,生产者与消费者更是部署在一个应用中,自生产自消费。这篇将从头搭建RabbitMQ环境,并且将之集成在Spring boot中。

搭建RabbitMQ环境

erlang

由于RabbitMQ是基于erlang开发的,所以要安装RabbitMQ先必须安装erlang。

更换软件源

使用apt-get时默认的软件源是us.archive.ubuntu.com,这会经常发生安装问题,比如速度特别慢或者由于下载不了造成不能安装。

可以更换成国内的数据源cn.archive.ubuntu.com,速度那是不用说的了(这里感谢我的同事的提醒)。找到下面这个文件然后进行替换。

/etc/apt/sources.list

:%s/us.archive/cn.archive/g

在没有更新软件源时,我采取的是源码编译安装方法,参考这篇文章。我安装的是最新19.2版本,安装过程中还遇到各种问题就不一一记录了。

http://erlang.org/doc/installation_guide/INSTALL.html

测试erlang安装是否正确,输入erl,如果看到如下图所示就说明安装成功了。

安装RabbitMQ

在未更换软件源之前我也是选择了源码编译安装方法,安装的最新的3.6.6,但手动启动时总是不成功,错误信息如下:

版本问题

RabbitMQ 3.6.6+ erlang 19.2 启动失败的问题暂时未解决,有谁知道的可以告诉我。

由于启动不成功,最后在更新成国内软件源之后,再次通过 apt-get 安装RabbitMQ,默认的版本是3.5.7,好像也可以选版本,以后再尝试。可喜的是通过apt-get安装的RabbitMQ成功的启动起来了。可以通过如下命令查看RabbitMQ状态。

./rabbitmqctl stauts
RabbitMQ管理工具

这是自带的一个web插件,可以用来管理消息队列,启动它的方法比较简单:

rabbitmq-plugins enable rabbitmq_management

然后重启RabbitMQ即可生效。默认生成了guest用户,但这个guest用户只能在RabbitMQ所在主机才能访问,所以要想远程访问就需要重新分配一个用户,有两种办法:

  • 通过网页,以guest登录然后在页面上完成操作。
  • 通过命令,创建用户,授权也可以。

创建用户,指定用户名以及密码

./rabbitmqctl add_user root root //用户名密码都是root

分配角色,administrator是可以操作和guest本地用户一样的功能,当登录上rabbitmq_management之后,里面的所有功能都可以使用。

rabbitmqctl set_user_tags root administrator

授权,队列的操作管理权限。如果不配置,那么客户端在连接消息队列时会出问题。

rabbitmqctl set_permissions -p / root ".*" ".*" ".*"

上面语句我没有执行成功,后续再研究下是不是写法问题

Spring boot集成RabbitMQ

我们在rabbitmq_management上面可以正常访问操作后,就可以放心的写demo了,这里采用spring boot。先看简单看下RabbitMQ的简易架构图,容易理解下面提到的一些组件。

    • 生产者,消息,消费者

    • 消息内部:Exchange,Binding,Queues

引用amqp的starter

<dependency>
	<groupId>org.springframework.boot</groupId>
	<artifactId>spring-boot-starter-amqp</artifactId>
</dependency>

增加配置信息

这里没有采用自动配置

mq.rabbit.host=192.168.21.128
mq.rabbit.port=5672
mq.rabbit.virtualHost=/
mq.rabbit.username=root
mq.rabbit.password=root

创建RabbitMQConfig

  • ConnectionFactory,类似于数据库连接等。
@Bean
public ConnectionFactory connectionFactory() {
    CachingConnectionFactory connectionFactory = new CachingConnectionFactory(this.mqRabbitHost,this.mqRabbitPort);

    connectionFactory.setUsername(this.mqRabbitUserName);
    connectionFactory.setPassword(this.mqRabbitPassword);
    connectionFactory.setVirtualHost(this.mqRabbitVirtualHost);
    connectionFactory.setPublisherConfirms(true);

    return connectionFactory;
}
  • RabbitTemplate,用来发送消息。
@Bean
public RabbitTemplate rabbitTemplate() {
    RabbitTemplate template = new RabbitTemplate(connectionFactory());
    return template;
}
  • DirectExchange
@Bean
public DirectExchange defaultExchange() {
    return new DirectExchange(EXCHANGE_NAME);
}
  • Queue,构建队列,名称,是否持久化之类
@Bean
public Queue queue() {
    return new Queue(QUEUE_NAME, true);
}
  • Binding,将DirectExchange与Queue进行绑定
@Bean
public Binding binding() {
    return BindingBuilder.bind(queue()).to(defaultExchange()).with(ROUTING_KEY);
}
  • SimpleMessageListenerContainer,消费者

需要将ACK修改为手动确认,避免消息在处理过程中发生异常造成被误认为已经成功消费的假象。

@Bean
public SimpleMessageListenerContainer messageContainer() {
    SimpleMessageListenerContainer container = new SimpleMessageListenerContainer(connectionFactory());
    container.setQueues(queue());
    container.setExposeListenerChannel(true);
    container.setMaxConcurrentConsumers(1);
    container.setConcurrentConsumers(1);
    container.setAcknowledgeMode(AcknowledgeMode.MANUAL);
    container.setMessageListener(new ChannelAwareMessageListener() {

        public void onMessage(Message message, com.rabbitmq.client.Channel channel) throws Exception {
            byte[] body = message.getBody();
            logger.info("消费端接收到消息 : " + new String(body));
            channel.basicAck(message.getMessageProperties().getDeliveryTag(), false);
        }
    });
    return container;
}

服务端,业务逻辑,调用消息队列。

为了让客户端知道消息是否已经成功,消息队列提供了回调机制(需要实现ConfirmCallback),当消息服务器接收到消息之后会给客户端一个通知,此时客户端根据消息应答来决定后续的流程。

@Service
public class ProductServiceImpl extends BaseService implements ProductService, RabbitTemplate.ConfirmCallback {

    @Autowired
    private ProductMapper productMapper;

    private RabbitTemplate rabbitTemplate;

    public ProductServiceImpl(RabbitTemplate rabbitTemplate){
        this.rabbitTemplate=rabbitTemplate;
        this.rabbitTemplate.setConfirmCallback(this);
    }

    public void confirm(CorrelationData correlationData, boolean ack, String cause) {
        this.logger.info(" 消息id:" + correlationData);
        if (ack) {
            this.logger.info("消息发送确认成功");
        } else {
            this.logger.info("消息发送确认失败:" + cause);

        }
    }

    @Override
    public void save(Product product) {

        //执行保存
        String uuid = UUID.randomUUID().toString();
        CorrelationData correlationId = new CorrelationData(uuid);
        rabbitTemplate.convertAndSend(RabbitMQConfig.EXCHANGE_NAME, RabbitMQConfig.ROUTING_KEY, product.getName(),correlationId);
    }
}

执行结果

可以清晰的看到RabbitMQ发给生产者的信息收到的确认信息,也能看到消息被消费端消费后的信息。

RabbitMQ的其它方面

高可用方案

与常见的数据库类似,都是主从模式来保证高可用,可以利用HAProxy来实现主从备份方案。

水平扩展方案

主要是为了解决垂直优化的瓶颈问题,主要有这三种:

  • clustering,这是默认内置的一种集群模式,与下面两种不同的是clustering一般应用于同一局域网。
  • federation,有待后续学习
  • shovel,有待后续学习

不丢消息特性

这个不是RabbitMQ的专利,将消息持久化可以确保RabbitMQ重启或者死机过程中不至于丢掉没有消费的消息。

消息不被重复消费

这点要靠消费端来完成,尽管消费端可以通过ACK来通知消息队列消息已经被消费,但如果消费端消费了消息,此时ACK过程中的通知出现异常,消息队列会认为消息未被消费会继续发给消费端。

总结

初次安装可能会出现一堆问题,特别是需要安装所依赖的众多包。RabbitMQ与Erlang可能存在版本依赖问题待后续确认。spring boot下集成RabbitMQ异常简单,可以根据需求部署集群来实现可扩展高可用的消息系统。

引用

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