RabbitMQ消息可靠性分析和应用

RabbitMQ流程简介（带Exchange）

       RabbitMQ使用一些机制来保证可靠性，如持久化、消费确认及发布确认等。

       先看以下这个图：

 

       P为生产者，X为中转站（Exchange），红色部分为消息队列，C1、C2为消费者。

       整个流程分成三部分：第一，生产者生产消息，发送到中转站；第二，中转站按定义的规则转发消息到消息队列；第三，消费者从消息队列获取消息进行消费（处理）。

RabbitMQ消息可靠性分析和应用

       应用代码均使用C#客户端代码实现。

一、发布确认

       生产者生产消息，发送到中转站的过程中，可能会因为网络丢包、网络故障等问题造成消息丢失。为了确保生产者发送的消息不会丢失，RabbitMQ提供了发布确认（Publisher Confirms）机制，从而提高消息的可靠性（注意：发布确认机制不能和事务机制一起使用）。

       单条消息发布确认：

channel.ConfirmSelect();//发布确认机制
string message = "msg";
var body = Encoding.UTF8.GetBytes(message);
channel.BasicPublish(
        exchange: "MarkTopicChange",
        routingKey: "MarkRouteKey.one",
        basicProperties: null,
        body: body
        );
bool isPublished = channel.WaitForConfirms();//通道（channel）里消息发送成功返回true

       使用channel.ConfirmSelect，一旦信道进入确认模式，所有在该信道上面发布的消息都会被指派一个唯一的ID（从1开始）。消息被投递到所有匹配的队列之后，RabbitMQ就会发送（Basic.Ack）给生产者（包含消息的唯一ID），生产者从而知道消息发送成功。

       多条消息发布确认：

channel.ConfirmSelect();//发布确认机制
foreach (var itemMsg in lstMsg)
{
    byte[] sendBytes = Encoding.UTF8.GetBytes(itemMsg);
    //发布消息
    channel.BasicPublish(
        exchange: "MarkTopicChange",
        routingKey: "MarkRouteKey.one",
        basicProperties: null,
        body: sendBytes
        );
}
bool isAllPublished = channel.WaitForConfirms();//通道（channel）里所有消息均发送才返回true

       注意：多消息发布确认机制情况下，倘若要发送100条消息，发送90条后，突然网络故障，后面的消息发送失败了，那么isAllPublished返回的是false，而前面90条消息已经发送到消息队列了。我们还不知道哪些消息是发送失败的，所以很多条消息发布确认，建议分几次发送或多通道发送。

       此外，需要确保在中转站（Exchange）的消息可以顺利到达消息队列。

       （1）首先需要定义匹配的Exchange和Queue，根据Exchange的类型和routingKey确定转发的关系。

       （2）设置BasicPublish方法中mandatory参数为true，然后监听Exchange中没有匹配的队列的消息，然后进行相操作。

       （3）确保消息队列有足够内存存储消息。

       RabbitMQ默认配置vm_memory_high_watermark为0.4。意思是控制消息占40%内存左右。vm_memory_high_watermark_paging_ratio为0.5，当消息占用内存超过50%，RabbitMQ会把消息转移到磁盘上以释放内存。当磁盘剩余空间小于阀值disk_free_limit（默认为50M），所有生产者阻塞，避免充满磁盘，导致所有的写操作失败。

       RabbitMQ配置文件一般在%APPDATA%\RabbitMQ\rabbitmq.config.

       %APPDATA% 一般为 C:\Users\%USERNAME%\AppData\Roaming（Windows环境）

二、持久化

       消息存放到消息队列后，在不配置消息持久化的情况下，若服务器重启、关闭或宕机等，消息都会丢失。配置持久化可以有效提高消息的可靠性。持久化需要同时配置消息持久化和队列持久化。单配置消息持久化，队列消失了，消息没有地方存放；单配置队列持久化，队列还在，消息没了。

       队列持久化在定义队列时候配置

//定义队列
channel.QueueDeclare(
    queue: "Mark_Queue", //队列名称
    durable: true, //队列磁盘持久化
    exclusive: false,//是否排他的，false。如果一个队列声明为排他队列，该队列首次声明它的连接可见，并在连接断开时自动删除
    autoDelete: false,//是否自动删除，一般设成false
    arguments: null
    );

　　消息持久化在发布消息时候配置

//消息持久化，把DeliveryMode设成2
IBasicProperties properties = channel.CreateBasicProperties();
properties.DeliveryMode = 2;
    //发布消息
    channel.BasicPublish(
        exchange: "MarkTopicChange",
        routingKey: "MarkRouteKey.one",
        basicProperties: properties,
        body: sendBytes
        );

       如何配置了事务机制或发布确认（publisher confirm）机制，服务端的返回Basic.Ack是在消息落盘之后执行的，进一步的提高了消息的可靠性。

       为了防止磁盘损坏带来的消息丢失，可以配置镜像队列，这里不作介绍。

三、消费确认

       为了确保消息被消费者消费，RabbitMQ提供消费确认模式（consumer Acknowledgements）。自动确认模式，当消费者成功接收到消息后，自动通知RabbitMQ，把消息队列中相应消息删除。这很大程度上满足不了我们，假如消费者接收到消息后，服务器宕机，消息还没处理完成，这样就会造成消息丢失。手动确认模式，当消费者成功处理完消息后，手动发消息通知RabbitMQ，把消息队列中相应消息删除。

consumer.Received += (model, ea) =>
{
    var body = ea.Body;
    var message = Encoding.UTF8.GetString(body);
    var routingKey = ea.RoutingKey;
    Console.WriteLine(" [x] Received '{0}':'{1}'",
                      routingKey,
                      message);

//确认该消息已被消费,发删除消息给RabbitMQ，把消息队列中的消息删除
channel.BasicAck(ea.DeliveryTag, false);
//消费消息失败，拒绝此消息，重回队列，让它可以继续发送到其他消费者
//channel.BasicReject(ea.DeliveryTag, true);
//消费消息失败，拒绝多条消息，重回队列，让它们可以继续发送到其他消费者
//channel.BasicNack(ea.DeliveryTag, true, true);
};
//手动确认消息，把autoAck设成false
channel.BasicConsume(queue: "Mark_Queue",
                     autoAck: false,
                     consumer: consumer);

       这里值得注意的是，消息处理完成后，一定要把处理完成的消息发送到RabbitMQ（channel.BasicAck(ea.DeliveryTag, false)），不然RabbitMQ会一直等待，从而造成内存泄露。若处理消息过程中发生异常，可以使用channel.BasicReject(ea.DeliveryTag, true)来拒绝此消息，让它重回队列。若RabbitMQ收不到消费者任何确认消息的信号（包括确认信号，拒绝信号灯），直到此消费者断开连接，消息才能重回队列，继续发送到其他消费者。

       提醒一下，假如消费者消费消息的方法不支持并发（取决于需求），可以限制消费者每次只接收一条消息。

channel.BasicQos(0, 1, false);