消息队列:rabbitmqRabbitmq:消息可靠性投递和ACK机制

一、绪论

二、生产者

从生产者角度控制消息的可靠性投递实践；rabbitmq提供了以下方式：事务机制和confirm机制;
其他的工具类等相关代码，请移步到《【消息队列之rabbitmq】学习RabbitMQ必备品之一》

2.1事务机制

• 基础知识：
  事务的实现主要是对信道（Channel）的设置，主要的方法有三个：
  声明启动事务模式：channel.txSelect()
  提交事务:channel.txComment()
  回滚事务:channel.txRollback()

• 实践代码
  生产者端代码如下：

package com.itwx.mq.tx;

import com.itwx.mq.util.ConnectionUtil;
import com.rabbitmq.client.Channel;
import com.rabbitmq.client.Connection;

public class ProviderTx {

    private static final String QUEUE_NAME = "test_tx_queue";

    public static void main(String[] args) {
        Connection connection = null;
        Channel channel = null;
        try {
            // 获取到连接
            connection = ConnectionUtil.getConnection();
            // 获取通道
            channel = connection.createChannel();
            /**
             * 声明一个队列。
             * 参数一：队列名称
             * 参数二：是否持久化
             * 参数三：是否排外  如果排外则这个队列只允许有一个消费者
             * 参数四：是否自动删除队列，如果为true表示没有消息也没有消费者连接自动删除队列
             * 参数五：队列的附加属性
             * 注意：
             * 1.声明队列时，如果已经存在则放弃声明，如果不存在则会声明一个新队列；
             * 2.队列名可以任意取值，但需要与消息接收者一致。
             * 3.下面的代码可有可无，一定在发送消息前确认队列名称已经存在RabbitMQ中，否则消息会发送失败。
             */
            channel.queueDeclare(QUEUE_NAME, true, false, false, null);

            // 启动事务,必须用txCommit()或者txRollback()回滚
            channel.txSelect();

            // 假设这里处理业务逻辑
            String message = "hello, tx message！";
            /**
             * 发送消息到MQ
             * 参数一：交换机名称，为""表示不用交换机
             * 参数二:为队列名称或者routingKey.当指定了交换机就是routingKey
             * 参数三：消息的属性信息
             * 参数四：消息内容的字节数组
             */
            channel.basicPublish("", QUEUE_NAME, null, message.getBytes());

            /**
             * 提交事务之前，如果生产者发生异常，则消息会被回滚；
             * 但是事务此种模式，无法解决broker宕机问题，导致生产者误以为消息已经发送成功；
             */
            //todo 测试异常
            int i = 1/ 0;
            // 提交事务
            channel.txCommit();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            try {
                if (channel != null) {
                    // 回滚。如果未异常会提交事务，此时回滚无影响
                    channel.txRollback();
                    channel.close();
                }
                if (connection != null) {
                    connection.close();
                }
            } catch (Exception e) {
                 }
        }
    }
}

代码中含有TODO注释，大家可以结合rabbitmq管理界面，自测生产者事务是否生效等等；
1、业务异常产生，消息回滚测试；
2、生产者无异常产生，测试消息是否发送成功；
缺点：
开始事务属于同步操作，消息发送成功后，生产者端处于阻塞状态，需要等待消息中间件接收消息的响应，降低生产者的吞吐量和性能；

2.2confirm模式

confirm主要存在以下三种方式：
方式一：channel.waitForConfirms()普通发送方确认模式（串行模式）；
方式二：channel.waitForConfirmsOrDie()批量确认模式；
方式三：channel.addConfirmListener()异步监听发送方确认模式；
使用confirm模式，大家可以考虑一下如果消息发送失败之后，如何处理补偿机制重新发送？redis 定时任务

串行模式

串行模式：producer每发送一条消息后，调用waitForConfirms()方法，等待broker端confirm，如果服务器端返回false或者在超时时间内未返回，客户端进行消息重传；

1、启动生产者确认模式channel.confirmSelect();
2、等待消息中间件响应结果channel.waitForConfirms()；
3、处理返回结果或者捕获异常，触发补偿任务；

• 生产者代码

package com.itwx.mq.confirm;

import com.itwx.mq.util.ConnectionUtil;
import com.rabbitmq.client.Channel;
import com.rabbitmq.client.Connection;

import java.io.IOException;

public class ProviderConfirm {
    private static final String QUEUE_NAME = "test_one_confirm_queue";
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        // 获取到连接
        Connection connection = ConnectionUtil.getConnection();
        // 获取通道
        Channel channel = connection.createChannel();
        channel.queueDeclare(QUEUE_NAME, true, false, false, null);

        // 启动发送者确认模式
        channel.confirmSelect();

        String message = "hello,message！ confirmSelect";
        /**
         * 发送消息到MQ
         * 参数一：交换机名称，为""表示不用交换机
         * 参数二:为队列名称或者routingKey.当指定了交换机就是routingKey
         * 参数三：消息的属性信息
         * 参数四：消息内容的字节数组
         */
        channel.basicPublish("", QUEUE_NAME, null, message.getBytes());

        // 阻塞线程，等待服务器返回响应。该方法可以指定一个等待时间，发送成功返回true，否则返回false
        boolean sendResult = channel.waitForConfirms();
        if (sendResult) {
            System.out.print("发送成功");
        }
        /**
         * 存在异常情况，需要补偿机制：
         * 1、消息发送失败，即返回false；
         * 2、channel.waitForConfirms 可能返回超时异常
         * 解决方案：重试几次发送或者利用redis 定时任务来完成补发
         */
        channel.close();
        connection.close();
    }
}

批量模式

批量模式：producer每发送一批消息后，调用waitForConfirmsOrDie()方法，而此种模式方法无返回值，只能根据异常进行判断。如果确认失败会抛出IOException和InterruptedException。源码如下：

void waitForConfirmsOrDie() throws IOException, InterruptedException;

此外注意，写测试demo时，由于存在消息延迟等现象，故发送消息结束之后，主线程休眠5000s或者更多，之后再关闭信道连接；

• 生产者代码

package com.itwx.mq.confirm;

import com.itwx.mq.util.ConnectionUtil;
import com.rabbitmq.client.Channel;
import com.rabbitmq.client.Connection;

import java.util.concurrent.TimeUnit;


public class ProviderBatchConfirm {
    private static final String QUEUE_NAME = "test_batch_confirm_queue";
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        // 获取到连接
        Connection connection = ConnectionUtil.getConnection();
        // 获取通道
        Channel channel = connection.createChannel();
        channel.queueDeclare(QUEUE_NAME, true, false, false, null);

        // 启动发送者确认模式
        channel.confirmSelect();

        String message = "hello,message！ confirmSelect";
        /**
         * 发送消息到MQ
         * 参数一：交换机名称，为""表示不用交换机
         * 参数二:为队列名称或者routingKey.当指定了交换机就是routingKey
         * 参数三：消息的属性信息
         * 参数四：消息内容的字节数组
         */
        for (int i = 1; i<=5; i  ) {
            channel.basicPublish("", QUEUE_NAME, null, message.getBytes());
            System.out.println("发送第"   i  "条消息成功");
        }
        // 阻塞线程，等待服务器返回响应。该方法可以指定一个等待时间。该方法无返回值，只能根据抛出的异常进行判断。
        try {
            channel.waitForConfirmsOrDie();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }

        TimeUnit.SECONDS.sleep(5000);
        //TODO，补偿机制只能依赖于捕获超时异常进行消息补发；
        channel.close();
        connection.close();
    }
}

异步模式

异步模式，开发者可以定义ConfirmListener实现类处理消息发送成功或者失败情况，重写handleNack和handleAck方法；
handleNack():消息接收失败的通知方法，开发者可以在这里重新投递消息;
handleAck():消息发送成功之前，需要把消息先存起来，比如用KV存储，接收到ack后删除；

• 生产者代码

package com.itwx.mq.confirm;

import com.itwx.mq.util.ConnectionUtil;
import com.rabbitmq.client.Channel;
import com.rabbitmq.client.ConfirmListener;
import com.rabbitmq.client.Connection;

import java.io.IOException;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class ProviderAsyncConfirm {
    private static final String QUEUE_NAME = "test_async_confirm_queue";
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        // 获取到连接
        Connection connection = ConnectionUtil.getConnection();
        // 获取通道
        Channel channel = connection.createChannel();
        channel.queueDeclare(QUEUE_NAME, true, false, false, null);

        // 启动发送者确认模式
        channel.confirmSelect();

        String message = "hello,message！ confirmSelect";
        /**
         * 发送消息到MQ
         * 参数一：交换机名称，为""表示不用交换机
         * 参数二:为队列名称或者routingKey.当指定了交换机就是routingKey
         * 参数三：消息的属性信息
         * 参数四：消息内容的字节数组
         */
        for (int i = 1; i<=5; i  ) {
            channel.basicPublish("", QUEUE_NAME, null, message.getBytes());
            System.out.println("发送第"   i  "条消息成功");
        }
        //异步监听确认和未确认的消息
        channel.addConfirmListener(new ConfirmListener() {
            /**
             * 消息没有确认的回调方法
             * 参数一：没有确认的消息的编号
             * 参数二： 是否没有确认多个
             */
            @Override
            public void handleNack(long deliveryTag, boolean multiple) throws IOException {
                //消息接收失败的通知方法，用户可以在这里重新投递消息
                System.out.println(String.format("未确认消息，序号：%d，是否多个消息：%b", deliveryTag, multiple));
            }

            /**
             * 消息确认后回调
             * 参数一： 确认的消息的编号，从1开始递增
             * 参数二： 当前消息是否同时确认了多个
             * 消息确认有可能是批量确认的，是否批量确认在于返回的multiple的参数，此参数为bool值，如果true表示批量执行了deliveryTag这个值以前的所有消息，如果为false的话表示单条确认
             */
            @Override
            public void handleAck(long deliveryTag, boolean multiple) throws IOException {
                //发送端投递消息前，需要把消息先存起来，比如用KV存储，接收到ack后删除
                System.out.println(String.format("确认消息，序号：%d，是否多个消息：%b", deliveryTag, multiple));
            }
        });
        //主线程休眠，等待异步回调消息
        TimeUnit.SECONDS.sleep(10000);
        channel.close();
        connection.close();
    }

}

三、消费者

3.1手动ACK

如果触发手动ACK机制，需要改动以下东西：

• 将自动ACK改为false;

/**
         * 1、设置成手动ACK，即使消费者已经获取了消息，但是未及时ACK回复生产者，然后消费者宕机，消息队列会认为该消费未被消息；故此种情况会存在重复消费的情况；
         * 2、设置成手动ACK，即使消费者发生异常或者宕机情况，保证消息不丢失；
         */
          /**
         * 参数明细：
         * 参数：String queue, boolean autoAck, Consumer callback
         * 1、queue 队列名称
         * 2、autoAck 自动回复，当消费者接收到消息后要告诉mq消息已接收，如果将此参数设置为tru表示会自动回复mq，如果设置为false要通过编程实现回复
         * 3、callback，消费方法，当消费者接收到消息要执行的方法
         */
        channel.basicConsume(QUEUE_NAME, false, consumer);

• 考虑以下情况：
  1、若未设置手动ACK，消费者获取消息后，发生异常，会发生什么情况？（消息丢失）
  2、若设置手动ACK，消费者发生异常，会发生什么情况？（未消费状态）
  3、设置手动ACK，消费者宕机，未即使发送ACK确认回调，会发生什么情况？（已消费，未确认）
  （消息中间件会将消息标记为待确认状态，不会被重复消息）；若再想消费该消息，重启消费者，消息中间件会将该消息标记为待消费状态（从unacked->ready）

• 小编demo写了TODO测试用例，注意测试

• 消费者代码

package com.itwx.mq.ack;

import com.itwx.mq.util.ConnectionUtil;
import com.rabbitmq.client.*;

import java.io.IOException;

/**
 * @author wangxuan
 * @date 2021/12/15 11:44 上午
 * @describe
 */
public class ConsumerACK {
    private final static String QUEUE_NAME = "wx_test_queue";

    public static void main(String[] argv) throws Exception {
        // 获取到连接
        Connection connection = ConnectionUtil.getConnection();
        //创建会话通道,生产者和mq服务所有通信都在channel通道中完成
        Channel channel = connection.createChannel();
        // 声明队列
        /**
         * 参数明细
         * 参数：String queue, boolean durable, boolean exclusive, boolean autoDelete, Map<String, Object> arguments
         * 1、queue 队列名称
         * 2、durable 是否持久化，如果持久化，mq重启后队列还在
         * 3、exclusive 是否独占连接，队列只允许在该连接中访问，如果connection连接关闭队列则自动删除,如果将此参数设置true可用于临时队列的创建
         * 4、autoDelete 自动删除，队列不再使用时是否自动删除此队列，如果将此参数和exclusive参数设置为true就可以实现临时队列（队列不用了就自动删除）
         * 5、arguments 参数，可以设置一个队列的扩展参数，比如：可设置存活时间
         */
        channel.queueDeclare(QUEUE_NAME, false, false, false, null);
        //实现消费方法
        DefaultConsumer consumer = new DefaultConsumer(channel){
            // 获取消息，并且处理，这个方法类似事件监听，如果有消息的时候，会被自动调用
            /**
             * 当接收到消息后此方法将被调用
             * @param consumerTag  消费者标签，用来标识消费者的，在监听队列时设置channel.basicConsume
             * @param envelope 信封，通过envelope
             * @param properties 消息属性
             * @param body 消息内容
             * @throws IOException
             */
            @Override
            public void handleDelivery(String consumerTag, Envelope envelope, AMQP.BasicProperties properties, byte[] body) throws IOException {

                //TODO 手动抛异常，造成消息丢失现象
                //测试情况2
//                int i= 1 / 0;

                //交换机
                String exchange = envelope.getExchange();
                //消息id，mq在channel中用来标识消息的id，可用于确认消息已接收
                long deliveryTag = envelope.getDeliveryTag();
                // body 即消息体
                String msg = new String(body,"utf-8");
                System.out.println("consumer receive message:"   msg   ",messageId:"   deliveryTag   ",exchange name:"   exchange);
                /**
                 * 考虑以下情况：
                 * 1、若未设置手动ACK，消费者获取消息后，发生异常，会发生什么情况？（消息丢失）
                 * 2、若设置手动ACK，消费者发生异常，会发生什么情况？（未消费状态）
                 * 3、设置手动ACK，消费者宕机，未即使发送ACK确认回调，会发生什么情况？（已消费，未确认）
                 *          （消息中间件会将消息标记为待确认状态，不会被重复消息）；若再想消费该消息，重启消费者，消息中间件会将该消息标记为待消费状态（从unacked->ready）
                 *
                 */
                //消息消费成功，手动ACK，
                //测试情况三，注释
//                channel.basicAck(envelope.getDeliveryTag(), false);
            }
        };

        // 监听队列，第二个参数：是否自动进行消息确认。
        /**
         * 参数明细：
         * 参数：String queue, boolean autoAck, Consumer callback
         * 1、queue 队列名称
         * 2、autoAck 自动回复，当消费者接收到消息后要告诉mq消息已接收，如果将此参数设置为tru表示会自动回复mq，如果设置为false要通过编程实现回复
         * 3、callback，消费方法，当消费者接收到消息要执行的方法
         */
        //设置成手动ACK，避免重要消息丢失
        /**
         * 1、设置成手动ACK，即使消费者已经获取了消息，但是未及时ACK回复生产者，然后消费者宕机，消息队列会认为该消费未被消息；故此种情况会存在重复消费的情况；
         * 2、设置成手动ACK，即使消费者发生异常或者宕机情况，保证消息不丢失；
         */
        channel.basicConsume(QUEUE_NAME, false, consumer);
    }
}

参考资料：
RabbitMQ系列（四）RabbitMQ事务和Confirm发送方消息确认——深入解读

这篇好文章是转载于：学新通技术网