MQ是如何保证消息不丢失的,你这样回答面试官一定说I Want U

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简介: MQ是如何保证消息不丢失的,你这样回答面试官一定说I Want U

前言


111.png又到了金三银四的找工作阶段,你一定被问过MQ是如何保证消息可靠性的或者MQ是如何保证消息不丢失的。我们都知道MQ发送消息一般分为三个阶段分别是生产者发送消息到MQ、MQ存储消息到内存或者硬盘,消费者消费消息。但是这三个过程都有可能因为种种原因导致消息丢失。例如在生产者发送阶段,这个阶段可能由于网络延迟导致mq消息丢失;存储阶段,Broker将消息先放到内存,然后再根据刷盘策略持久化到硬盘上,但是刚收到消息,还没持久化到硬盘服务器宕机了,那么消息就会丢失。在消费端消费时,mq由于网络原因在传输过程中把消息传丢了,而此时MQ也从队列中把消息删除了,或者消费者消费失败消息丢失了等等。那么MQ是如何保证消息不丢失的呢,下面总结一下rocketmq、rabbitmq、kafka是如何保证消息不丢失的。


正文


RocketMQ


Producer保证消息不丢失


1、RocketMQ发送消息有三种模式,即同步发送,异步发送、单向发送。


同步发送消息时会同步阻塞等待Broker返回发送结果,如果发送失败不会收到发送结果SendResult,这种是最可靠的发送方式。


异步发送消息可以在回调方法中得知发送结果。


单向发送是消息发送完之后就不管了,不管发送成功没成功,是最不可靠的一种方式。


   /**
     * @description: 单向发送
     *  这种方式主要用在不特别关心发送结果的场景,例如日志发送。
     * @param:
     * @return: void
     * @author xiaojie
     * @date: 2021/11/9 23:39
     */
    public void sendMq() {
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            rocketMQTemplate.convertAndSend("xiaojie-test", "测试发送消息》》》》》》》》》" + i);
        }
    }
/***********************************************************************************/
  /**
     * @description: 同步发送
     * 这种可靠性同步地发送方式使用的比较广泛,比如:重要的消息通知,短信通知。
     * @param:
     * @return: void
     * @author xiaojie
     * @date: 2021/11/10 22:25
     */
    public void sync() {
        SendResult sendResult = rocketMQTemplate.syncSend("xiaojie-test", "sync发送消息。。。。。。。。。。");
        log.info("发送结果{}", sendResult);
    }
/***********************************************************************************/
 /**
     * @description: 异步发送
     * 异步消息通常用在对响应时间敏感的业务场景,即发送端不能容忍长时间地等待Broker的响应。
     * @param:
     * @return: void
     * @author xiaojie
     * @date: 2021/11/10 22:29
     */
    public void async() {
        String msg = "异步发送消息。。。。。。。。。。";
        log.info(">msg:<<" + msg);
        rocketMQTemplate.asyncSend("xiaojie-test", msg, new SendCallback() {
            @Override
            public void onSuccess(SendResult var1) {
                log.info("异步发送成功{}", var1);
            }
            @Override
            public void onException(Throwable var1) {
                //发送失败可以执行重试
                log.info("异步发送失败{}", var1);
            }
        });
    }


2、生产者的重试机制


111.png


mq为生产者提供了失败重试机制,同步发送和异步发送默认都是失败重试两次当然可以修改重试次数,如果多次还是失败,那么可以采取记录这条信息,然后人工采取补偿机制。


Broker保证消息不丢失


1、刷盘策略


RocketMq持久化消息有两种策略即同步刷盘和异步刷盘。默认情况下是异步刷盘,此模式下当生产者把消息发送到broker,消息存到内存之后就认为消息发送成功了,就会返回给生产者消息发送成功的结果。但是如果消息还没持久化到硬盘,服务器宕机了,那么消息就会丢失。同步刷盘是当Broker接收到消息并且持久化到硬盘之后才会返回消息发送成功的结果,这样就会保证消息不会丢失,但是同步刷盘相对于异步刷盘来说效率上有所降低,大概降低10%,具体情况根据业务需求设定吧。


修改配置文件中刷盘方式,ASYNC_FLUSH=异步刷盘,SYNC_FLUSH=同步刷盘


2、集群模式


#主从复制方式ASYNC_MASTER异步复制,SYNC_MASTER同步复制
brokerRole=SYNC_MASTER
#刷盘方式,ASYNC_FLUSH=异步刷盘,SYNC_FLUSH=同步刷盘
flushDiskType=SYNC_FLUSH

此模式是broker保证消息不丢失的配置,主从复制同步复制,刷盘模式同步刷盘,但是这种模式下性能会有所降低。


Consumer保证消息不丢失


1、手动ack


/**
 * @author xiaojie
 * @version 1.0
 * @description: 消费端确认消息消费成功的消费者
 * @date 2022/3/8 23:23
 */
@Component
@Slf4j
public class MqConsumerAck implements MessageListenerConcurrently {
    @Override
    public ConsumeConcurrentlyStatus consumeMessage(List<MessageExt> msgs, ConsumeConcurrentlyContext context) {
        for (MessageExt msg:msgs){
           log.info("接收到的消息是>>>>>>>{}",new String(msg.getBody()));
        }
        return ConsumeConcurrentlyStatus.CONSUME_SUCCESS;
    }
}


2、消费者消费失败重试机制


消费者消费失败会自动重试,如果消费失败没有手动ack则会自动重试15次。


RabbitMQ


Producer保证消息不丢失


1、rabbitMQ引入了事务机制和确认机制(confirm)


事务机制开启之后,相当于同步执行,必然会降低系统的性能,因此一般我们不采用这种方式。

确实机制,是当mq收到生产者发送的消息时,会返回一个ack告知生产者,收到了这条消息,如果没有收到,那就采取重试机制后者其他方式补偿。


事务模式


    public static void main(String[] args) {
        try {
            System.out.println("生产者启动成功..");
            // 1.创建连接
            connection = MyConnection.getConnection();
            // 2.创建通道
            channel = connection.createChannel();
            channel.queueDeclare(QUEUE_NAME, false, false, false, null);
            String msg = "测试事务机制保证消息发送可靠性。。。。";
            channel.txSelect(); //开启事务
            channel.basicPublish("", QUEUE_NAME, null, msg.getBytes(StandardCharsets.UTF_8));
            //发生异常时,mq中并没有新的消息入队列
            //int i=1/0;
            //没有发生异常,提交事务
            channel.txCommit();
            System.out.println("生产者发送消息成功:" + msg);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
            //发生异常则回滚事务
            try {
                if (channel != null) {
                    channel.txRollback();
                }
            } catch (IOException ioException) {
                ioException.printStackTrace();
            }
        } finally {
            try {
                if (channel != null) {
                    channel.close();
                }
                if (connection != null) {
                    connection.close();
                }
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            } catch (TimeoutException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }


comfirm模式


 #开启生产者确认模式
 publisher-confirm-type: correlated
 # 打开消息返回,如果投递失败,会返回消息
 publisher-returns: true  
 #publisher-confirm-type有3种取值
 #NONE值是禁用发布确认模式,是默认值
 #CORRELATED值是发布消息成功到交换器后会触发回调方法
 #SIMPLE值经测试有两种效果,其一效果和CORRELATED值一样会触发回调方法


回调函数方法类


@Component
@Slf4j
public class ConfirmCallBackListener implements RabbitTemplate.ConfirmCallback, RabbitTemplate.ReturnsCallback {
    @Autowired
    private RabbitTemplate rabbitTemplate;
    @PostConstruct
    public void init() {
        //指定 ConfirmCallback
        rabbitTemplate.setConfirmCallback(this);
        rabbitTemplate.setReturnsCallback(this);
    }
    @Override
    public void confirm(CorrelationData correlationData, boolean ack, String cause) {
        log.info("correlation>>>>>>>{},ack>>>>>>>>>{},cause>>>>>>>>{}", correlationData, ack, cause);
        if (ack) {
            //确认收到消息
        } else {
            //收到消息失败,可以自定义重试机制,或者将失败的存起来,进行补偿
        }
    }
    /*
     *
     * @param returnedMessage
     * 消息是否从Exchange路由到Queue, 只有消息从Exchange路由到Queue失败才会回调这个方法
     * @author xiaojie
     * @date 2021/9/29 13:53
     * @return void
     */
    @Override
    public void returnedMessage(ReturnedMessage returnedMessage) {
        log.info("被退回信息是》》》》》》{}", returnedMessage.getMessage());
        log.info("replyCode》》》》》》{}", returnedMessage.getReplyCode());
        log.info("replyText》》》》》》{}", returnedMessage.getReplyText());
        log.info("exchange》》》》》》{}", returnedMessage.getExchange());
        log.info("routingKey>>>>>>>{}", returnedMessage.getRoutingKey());
    }
}


2、重试机制


rabbitmq同样为生产者设置了重试机制默认是3次,同样可以修改重试次数,超过了最大重试次数限制采取人工补偿机制。


444.png


Broker保证消息不丢失


1、rabbitMq持久化机制


消息到达mq之后,mq宕机了,然后消息又没有进行持久化,这时消息就会丢失。开启mq的持久化机制,消息队列,交换机、消息都要开启持久化。


开启持久化操作请参考 RabbitMq确认机制&SpringBoot整合RabbitMQ_熟透的蜗牛的博客-CSDN博客


2、使用镜像集群


3、如果队列满了,多余的消息发送到Broker时可以使用死信队列保证消息不会被丢弃


Consumer保证消息不丢失


1、开启消费端的手动ack


111.png


manual-手动ack

auto 自动

none 不使用ack


手动ack代码


@Component
@Slf4j
public class SnailConsumer {
    @RabbitListener(queues = "snail_direct_queue")
    public void process(Message message, @Headers Map<String, Object> headers, Channel channel) throws Exception {
        // 获取消息Id
        String messageId = message.getMessageProperties().getMessageId();
        String msg = new String(message.getBody(), "UTF-8");
        log.info("获取到的消息>>>>>>>{},消息id>>>>>>{}", msg, messageId);
        try {
            int result = 1 / 0;
            System.out.println("result" + result);
            // // 手动ack
            Long deliveryTag = (Long) headers.get(AmqpHeaders.DELIVERY_TAG);
            // 手动签收
            channel.basicAck(deliveryTag, false);
        } catch (Exception e) {
            //拒绝消费消息(丢失消息) 给死信队列
            channel.basicNack(message.getMessageProperties().getDeliveryTag(), false, false);
        }
    }
}


2、同样可以使用消费者的重试机制,重试超过最大次数还没成功则采取人工补偿机制。


Kafka


Producer保证消息不丢失


1、producer的ack机制


kafka的生产者确认机制有三种取值分别为0、1、-1(all)


acks = 0 如果设置为零,则生产者将不会等待来自服务器的任何确认,该记录将立即添加到套接字缓冲区并视为已发送。在这种情况下,无法保证服务器已收到记录,并且重试配置将不会生效(因为客户端通常不会知道任何故障)。

acks = 1 这意味着leader会将记录写入其本地日志,但无需等待所有follwer服务器的完全确认即可做出回应,在这种情况下,当leader还没有将数据同步到Follwer宕机,存在丢失数据的可能性。

acks = -1代表所有的所有的分区副本备份完成,不会丢失数据这是最强有力的保证。但是这种模式往往效率相对较低。


2、producer重试机制


Broker保证消息不丢失


kafka的broker使用副本机制保证数据的可靠性。每个broker中的partition我们一般都会设置有replication(副本)的个数,生产者写入的时候首先根据分发策略(有partition按partition,有key按key,都没有轮询)写入到leader中,follower(副本)再跟leader同步数据,这样有了备份,也可以保证消息数据的不丢失。


Consumer保证消息不丢失


1、手动ack


/*
     *
     * @param message
     * @param ack
     * @手动提交ack
     * containerFactory  手动提交消息ack
     * errorHandler 消费端异常处理器
     * @author xiaojie
     * @date 2021/10/14
     * @return void
     */
    @KafkaListener(containerFactory = "manualListenerContainerFactory", topics = "xiaojie-topic",
            errorHandler = "consumerAwareListenerErrorHandler"
    )
    public void onMessageManual(List<ConsumerRecord<?, ?>> record, Acknowledgment ack) {
        for (int i=0;i<record.size();i++){
            System.out.println(record.get(i).value());
        }
        ack.acknowledge();//直接提交offset
    }


2、offset commit


消费者通过offset commit 来保证数据的不丢失,kafka自己记录了每次消费的offset数值,下次继续消费的时候,会接着上次的offset进行消费。kafka并不像其他消息队列,消费完消息之后,会将数据从队列中删除,而是维护了一个日志文件,通过时间和储存大小进行日志删除策略。如果offset没有提交,程序启动之后,会从上次消费的位置继续消费,有可能存在重复消费的情况。


Offset Reset 三种模式


earliest(最早):当各分区下有已提交的offset时,从提交的offset开始消费;无提交的offset时,从头开始消费。


latest(最新的):当各分区下有已提交的offset时,从提交的offset开始消费;无提交的offset时,消费新产生的该分区下的数据。


none(没有):topic各分区都存在已提交的offset时,从offset后开始消费;只要有一个分区不存在已提交的offset,则抛出异常。


以上有完整的代码可以自行取用 请点我!走你


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