spring boot Rabbit高级教程(二)

简介: spring boot Rabbit高级教程

spring boot Rabbit高级教程(一)https://developer.aliyun.com/article/1391817


更新已有队列为lazy模式

对于已经存在的队列,也可以配置为lazy模式,但是要通过设置policy实现。

可以基于命令行设置policy:

rabbitmqctl set_policy Lazy "^lazy-queue$" '{"queue-mode":"lazy"}' --apply-to queues  

命令解读:

  • rabbitmqctl :RabbitMQ的命令行工具
  • set_policy :添加一个策略
  • Lazy :策略名称,可以自定义
  • "^lazy-queue$" :用正则表达式匹配队列的名字
  • '{"queue-mode":"lazy"}' :设置队列模式为lazy模式
  • --apply-to queues:策略的作用对象,是所有的队列

当然,也可以在控制台配置policy,进入在控制台的Admin页面,点击Policies,即可添加配置:

消费者的可靠性

当RabbitMQ向消费者投递消息以后,需要知道消费者的处理状态如何。因为消息投递给消费者并不代表就一定被正确消费了,可能出现的故障有很多,比如:

  • 消息投递的过程中出现了网络故障
  • 消费者接收到消息后突然宕机
  • 消费者接收到消息后,因处理不当导致异常

一旦发生上述情况,消息也会丢失。因此,RabbitMQ必须知道消费者的处理状态,一旦消息处理失败才能重新投递消息。

但问题来了:RabbitMQ如何得知消费者的处理状态呢?

本章我们就一起研究一下消费者处理消息时的可靠性解决方案。

消费者确认机制

为了确认消费者是否成功处理消息,RabbitMQ提供了消费者确认机制(Consumer Acknowledgement)。即:当消费者处理消息结束后,应该向RabbitMQ发送一个回执,告知RabbitMQ自己消息处理状态。回执有三种可选值:

  • ack:成功处理消息,RabbitMQ从队列中删除该消息
  • nack:消息处理失败,RabbitMQ需要再次投递消息
  • reject:消息处理失败并拒绝该消息,RabbitMQ从队列中删除该消息

一般reject方式用的较少,除非是消息格式有问题,那就是开发问题了。因此大多数情况下我们需要将消息处理的代码通过try catch机制捕获,消息处理成功时返回ack,处理失败时返回nack.

由于消息回执的处理代码比较统一,因此SpringAMQP帮我们实现了消息确认。并允许我们通过配置文件设置ACK处理方式,有三种模式:

  • **none**:不处理。即消息投递给消费者后立刻ack,消息会立刻从MQ删除。非常不安全,不建议使用
  • **manual**:手动模式。需要自己在业务代码中调用api,发送ackreject,存在业务入侵,但更灵活
  • **auto**:自动模式。SpringAMQP利用AOP对我们的消息处理逻辑做了环绕增强,当业务正常执行时则自动返回ack. 当业务出现异常时,根据异常判断返回不同结果:
  • 如果是业务异常,会自动返回nack
  • 如果是消息处理或校验异常,自动返回reject;

通过下面的配置可以修改SpringAMQP的ACK处理方式:

spring:
  rabbitmq:
    listener:
      simple:
        acknowledge-mode: none # 不做处理

修改consumer服务的SpringRabbitListener类中的方法,模拟一个消息处理的异常:

@RabbitListener(queues = "simple.queue")
public void listenSimpleQueueMessage(String msg) throws InterruptedException {
    log.info("spring 消费者接收到消息:【" + msg + "】");
    if (true) {
        throw new MessageConversionException("故意的");
    }
    log.info("消息处理完成");
}

测试可以发现:当消息处理发生异常时,消息依然被RabbitMQ删除了。

我们再次把确认机制修改为auto:

spring:
  rabbitmq:
    listener:
      simple:
        acknowledge-mode: auto # 自动ack

在异常位置打断点,再次发送消息,程序卡在断点时,可以发现此时消息状态为unacked(未确定状态):

放行以后,由于抛出的是消息转换异常,因此Spring会自动返回reject,所以消息依然会被删除

我们将异常改为RuntimeException类型:

@RabbitListener(queues = "simple.queue")
public void listenSimpleQueueMessage(String msg) throws InterruptedException {
    log.info("spring 消费者接收到消息:【" + msg + "】");
    if (true) {
        throw new RuntimeException("故意的");
    }
    log.info("消息处理完成");
}

在异常位置打断点,然后再次发送消息测试,程序卡在断点时,可以发现此时消息状态为unacked(未确定状态)以后,由于抛出的是业务异常,所以Spring返回ack,最终消息恢复至Ready状态,并且没有被RabbitMQ删除

当我们把配置改为auto时,消息处理失败后,会回到RabbitMQ,并重新投递到消费者。

失败重试机制

当消费者出现异常后,消息会不断requeue(重入队)到队列,再重新发送给消费者。如果消费者再次执行依然出错,消息会再次requeue到队列,再次投递,直到消息处理成功为止。

极端情况就是消费者一直无法执行成功,那么消息requeue就会无限循环,导致mq的消息处理飙升,带来不必要的压力:

当然,上述极端情况发生的概率还是非常低的,不过不怕一万就怕万一。为了应对上述情况Spring又提供了消费者失败重试机制:在消费者出现异常时利用本地重试,而不是无限制的requeue到mq队列。

修改consumer服务的application.yml文件,添加内容:

spring:
  rabbitmq:
    listener:
      simple:
        retry:
          enabled: true # 开启消费者失败重试
          initial-interval: 1000ms # 初识的失败等待时长为1秒
          multiplier: 1 # 失败的等待时长倍数,下次等待时长 = multiplier * last-interval
          max-attempts: 3 # 最大重试次数
          stateless: true # true无状态;false有状态。如果业务中包含事务,这里改为false

重启consumer服务,重复之前的测试。可以发现:

  • 消费者在失败后消息没有重新回到MQ无限重新投递,而是在本地重试了3次
  • 本地重试3次以后,抛出了AmqpRejectAndDontRequeueException异常。查看RabbitMQ控制台,发现消息被删除了,说明最后SpringAMQP返回的是reject

结论:

  • 开启本地重试时,消息处理过程中抛出异常,不会requeue到队列,而是在消费者本地重试
  • 重试达到最大次数后,Spring会返回reject,消息会被丢弃
失败处理策略

在之前的测试中,本地测试达到最大重试次数后,消息会被丢弃。这在某些对于消息可靠性要求较高的业务场景下,显然不太合适了。

因此Spring允许我们自定义重试次数耗尽后的消息处理策略,这个策略是由MessageRecovery接口来定义的,它有3个不同实现:

  • RejectAndDontRequeueRecoverer:重试耗尽后,直接reject,丢弃消息。默认就是这种方式
  • ImmediateRequeueMessageRecoverer:重试耗尽后,返回nack,消息重新入队
  • RepublishMessageRecoverer:重试耗尽后,将失败消息投递到指定的交换机

比较优雅的一种处理方案是RepublishMessageRecoverer,失败后将消息投递到一个指定的,专门存放异常消息的队列,后续由人工集中处理。

1)在consumer服务中定义处理失败消息的交换机和队列

@Bean
public DirectExchange errorMessageExchange(){
    return new DirectExchange("error.direct");
}
@Bean
public Queue errorQueue(){
    return new Queue("error.queue", true);
}
@Bean
public Binding errorBinding(Queue errorQueue, DirectExchange errorMessageExchange){
    return BindingBuilder.bind(errorQueue).to(errorMessageExchange).with("error");
}

2)定义一个RepublishMessageRecoverer,关联队列和交换机

@Bean
public MessageRecoverer republishMessageRecoverer(RabbitTemplate rabbitTemplate){
    return new RepublishMessageRecoverer(rabbitTemplate, "error.direct", "error");
}

完整代码如下:

package com.itheima.consumer.config;
import org.springframework.amqp.core.Binding;
import org.springframework.amqp.core.BindingBuilder;
import org.springframework.amqp.core.DirectExchange;
import org.springframework.amqp.core.Queue;
import org.springframework.amqp.rabbit.core.RabbitTemplate;
import org.springframework.amqp.rabbit.retry.MessageRecoverer;
import org.springframework.amqp.rabbit.retry.RepublishMessageRecoverer;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
@Configuration
@ConditionalOnProperty(name = "spring.rabbitmq.listener.simple.retry.enabled", havingValue = "true")
public class ErrorMessageConfig {
    @Bean
    public DirectExchange errorMessageExchange(){
        return new DirectExchange("error.direct");
    }
    @Bean
    public Queue errorQueue(){
        return new Queue("error.queue", true);
    }
    @Bean
    public Binding errorBinding(Queue errorQueue, DirectExchange errorMessageExchange){
        return BindingBuilder.bind(errorQueue).to(errorMessageExchange).with("error");
    }
    @Bean
    public MessageRecoverer republishMessageRecoverer(RabbitTemplate rabbitTemplate){
        return new RepublishMessageRecoverer(rabbitTemplate, "error.direct", "error");
    }
}

业务幂等性

幂等是一个数学概念,用函数表达式来描述是这样的:f(x) = f(f(x)),例如求绝对值函数。

在程序开发中,则是指同一个业务,执行一次或多次对业务状态的影响是一致的。例如:

  • 根据id删除数据
  • 查询数据
  • 新增数据

但数据的更新往往不是幂等的,如果重复执行可能造成不一样的后果。比如:

  • 取消订单,恢复库存的业务。如果多次恢复就会出现库存重复增加的情况
  • 退款业务。重复退款对商家而言会有经济损失。

所以,我们要尽可能避免业务被重复执行。

然而在实际业务场景中,由于意外经常会出现业务被重复执行的情况,例如:

  • 页面卡顿时频繁刷新导致表单重复提交
  • 服务间调用的重试
  • MQ消息的重复投递

我们在用户支付成功后会发送MQ消息到交易服务,修改订单状态为已支付,就可能出现消息重复投递的情况。如果消费者不做判断,很有可能导致消息被消费多次,出现业务故障。

举例:

  1. 假如用户刚刚支付完成,并且投递消息到交易服务,交易服务更改订单为已支付状态。
  2. 由于某种原因,例如网络故障导致生产者没有得到确认,隔了一段时间后重新投递给交易服务。
  3. 但是,在新投递的消息被消费之前,用户选择了退款,将订单状态改为了已退款状态。
  4. 退款完成后,新投递的消息才被消费,那么订单状态会被再次改为已支付。业务异常。

因此,我们必须想办法保证消息处理的幂等性。这里给出两种方案:

  • 唯一消息ID
  • 业务状态判断

唯一消息ID

这个思路非常简单:

  1. 每一条消息都生成一个唯一的id,与消息一起投递给消费者。
  2. 消费者接收到消息后处理自己的业务,业务处理成功后将消息ID保存到数据库
  3. 如果下次又收到相同消息,去数据库查询判断是否存在,存在则为重复消息放弃处理。

我们该如何给消息添加唯一ID呢?

其实很简单,SpringAMQP的MessageConverter自带了MessageID的功能,我们只要开启这个功能即可。

以Jackson的消息转换器为例:

@Bean
public MessageConverter messageConverter(){
    // 1.定义消息转换器
    Jackson2JsonMessageConverter jjmc = new Jackson2JsonMessageConverter();
    // 2.配置自动创建消息id,用于识别不同消息,也可以在业务中基于ID判断是否是重复消息
    jjmc.setCreateMessageIds(true);
    return jjmc;
}


spring boot Rabbit高级教程(三)https://developer.aliyun.com/article/1391819


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