RabbitMQ集群

今天我们来学习如何避免单点的MQ故障而导致的不可用问题，这个就要靠MQ的集群去实现了。

1、集群分类

RabbitMQ的是基于 Erlang语言编写，而 Erlang又是一个面向并发的语言，天然支持集群模式。 RabbitMQ的集群有两种模式：

1.1 普通集群

是一种分布式集群，将队列分散到集群的各个节点，从而提高整个集群的并发能力。
这种集群有一个问题，一旦集群中某个节点出现了故障，那这个节点上的队列，以及上面的消息就全都没了，所以它会存在一定的安全问题。

1.1.1 集群结构和特征

普通集群，或者叫标准集群（classic cluster），具备下列特征：

会在集群的各个节点间共享部分数据，包括：交换机、队列元信息（队列的描述信息，包括队列名字，队列节点，队列有什么消息）。不包含消息本身。

当访问集群某节点时，如果队列不在该节点，会从数据所在节点传递到当前节点并返回

队列所在节点宕机，队列中的消息就会丢失

结构如图：

1.1.2 部署

我们的计划部署3节点的mq集群：

这里三个主机就是三台机器，这里我用三个Docker代替了。

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

1、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

可以看到我的cookie值如下：

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

2、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

文件解析：
loopback_users.guest =false:禁用guest用户，因为RabbitMQ客户端有一个guest用户，所以我们把它禁用掉，防止有些不法分子来访问我们。

listeners.tcp.default = 5672：监听端口，用于消息通信

最重要的是下面三个：

cluster_formation.classic_config.nodes.1 = rabbit@mq1
cluster_formation.classic_config.nodes.2 = rabbit@mq2
cluster_formation.classic_config.nodes.3 = rabbit@mq3

这里配置的分别集群中的节点信息。

再创建一个文件，记录cookie

cd /tmp
# 创建cookie文件
touch .erlang.cookie
# 写入cookie
echo "NEHXVEBVVLVHYDWCAFVH" > .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

3、启动集群

创建一个网络：

docker network create mq-net

运行命令

mq1:

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=jie \
-e RABBITMQ_DEFAULT_PASS=123456 \
--name mq1 \
--hostname mq1 \
-p 8071:5672 \
-p 8081:15672 \
rabbitmq:3.8-management

mq2:

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=jie \
-e RABBITMQ_DEFAULT_PASS=123456 \
--name mq2 \
--hostname mq2 \
-p 8072:5672 \
-p 8082:15672 \
rabbitmq:3.8-management

mq3:

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=jie \
-e RABBITMQ_DEFAULT_PASS=123456 \
--name mq3 \
--hostname mq3 \
-p 8073:5672 \
-p 8083:15672 \
rabbitmq:3.8-management

打开浏览器

4.测试

在mq1这个节点上添加一个队列：

然后我们去mq2和mq3那里也能看到这个队列。

4.1 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：

4.2 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。

1.2 镜像集群

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

镜像集群是一种主从集群，普通集群的基础上，添加了主从备份功能，提高集群的数据可用性。
这种集群有一个问题，主从数据源要同步，要从主节点同步到从节点，但是这个主从同步它不是强一致的，存在一定的延迟，如果在主从同步期间出现了一点故障，就可能导致数据丢失。

因此在RabbitMQ的3.8版本以后，推出了新的功能：仲裁队列来代替镜像集群，底层采用Raft协议确保主从的数据一致性。

1.2.1 集群结构和特征

交换机、队列、队列中的消息会在各个mq的镜像节点之间同步备份。

创建队列的节点被称为该队列的主节点，备份到的其它节点叫做该队列的镜像节点。

一个队列的主节点可能是另一个队列的镜像节点。

不具备负载均衡功能，因为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节点。

结构如图：

1.2.2 部署

镜像集群的配置有3种模式：

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

首先进入任意一个节点

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

然后退出 exit，我们进入浏览器查看。

我们创建一个新的队列：

在任意一个mq控制台查看队列：

测试数据共享，给two.queue发送一条消息：

然后在mq1、mq2、mq3的任意控制台查看消息：

测试高可用，现在，我们让two.queue的主节点mq1宕机：

docker stop mq1

然后我们先看集群状态

再看队列状态：

发现依然是健康的！并且其主节点切换到了rabbit@mq2上。

剩下的模式，大家可以自己去试试，大同小异。

2、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

3、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

2、仲裁队列

从RabbitMQ 3.8版本开始，引入了新的仲裁队列，他具备与镜像队里类似的功能，但使用更加方便，它具备以下特征。

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

2.1 部署

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。

在任意控制台查看队列：

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.

测试参考镜像集群的方式，效果是一样的。

2.2 .Java代码创建仲裁队列

要创建仲裁队列记得先去配置集群。

@Bean
public Queue quorumQueue() {
    return QueueBuilder
        .durable("quorum.queue") // 持久化
        .quorum() // 仲裁队列
        .build();
}

2.3 SpringAMQP连接MQ集群

注意，这里用address来代替host、port方式

spring:
  rabbitmq:
    addresses: 192.168.58.149:8081, 192.168.58.149:8082, 192.168.58.149:8083
    username: jie
    password: 123456
    virtual-host: /

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