【RabbitMQ】在spring boot中实现消息可靠性

一只淡水鱼662025-03-17 10:18

RabbitMQ在消息传递过程中为了保证消息可靠性，主要分为三个阶段来进行保障：

  1. 生产者到Broker（消息投递确认）
  2. 消息交换机队列持久化（持久化和绑定）
  3. 队列到消费者（消费确认和手动应答）

一、生产者到Broker（消息投递确认）

生产者在将消息发送到交换机时，可能会因为网络中断、交换机不存在等原因导致消息丢失。为此，RabbitMQ提供了**发布者确认机制（Publisher Confirms）**来确保消息成功到达Broker。

实现方法

  1. 开启发布确认模式（publisher-confirm-type: correlated）。
  2. 设置回调函数，监听确认或失败通知。

Spring Boot 配置

application.yml

XML 复制代码 
spring:
  rabbitmq:
    host: localhost
    port: 5672
    username: guest
    password: guest
    publisher-confirm-type: correlated
    publisher-returns: true

配置类

java 复制代码 
@Configuration
public class RabbitProducerConfig {

    @Bean
    public RabbitTemplate rabbitTemplate(ConnectionFactory connectionFactory) {
        RabbitTemplate rabbitTemplate = new RabbitTemplate(connectionFactory);
        // 设置确认回调方法
        rabbitTemplate.setConfirmCallback(new RabbitTemplate.ConfirmCallback() {
            @Override
            public void confirm(CorrelationData correlationData, boolean b, String s) {
                System.out.println("执行confirm逻辑");
                if (b) {
                    System.out.println("接收到了消息");
                } else {
                    System.out.println("没有接收到消息");
                }
            }
        });

        // 创建一个带有returns逻辑的RabbitTemplate
        // 消息被退回时执行的逻辑
        rabbitTemplate.setMandatory(true);
        rabbitTemplate.setReturnsCallback(new RabbitTemplate.ReturnsCallback() {
            @Override
            public void returnedMessage(ReturnedMessage returnedMessage) {
                System.out.println("消息已被退回 ："+returnedMessage);
            }
        });
        return rabbitTemplate;
    }
}

生产者

java 复制代码 
@RestController
@RequestMapping("/producer")
public class ReliableProducer {

    @Autowired
    private RabbitTemplate rabbitTemplate;

    @GetMapping("/send/{message}")
    public String sendMessage(@PathVariable String message) {
        rabbitTemplate.convertAndSend("direct_exchange", "routing_key", message);
        return "Message sent: " + message;
    }
}

二、消息交换机队列持久化（持久化和绑定）

即使消息成功到达Broker，如果交换机或队列未正确配置或崩溃，仍有可能导致丢失。为了保证可靠性，交换机、队列和消息本身都需要进行持久化。

实现方法

  1. 设置交换机持久化：new DirectExchange(name, true, false)。
  2. 设置队列持久化：new Queue(name, true)。
  3. 设置消息持久化：MessageProperties.PERSISTENT_TEXT_PLAIN。

配置类

java 复制代码 
@Configuration
public class ReliableExchangeQueueConfig {

    public static final String DIRECT_EXCHANGE = "direct_exchange";
    public static final String DURABLE_QUEUE = "durable_queue";

    @Bean
    public DirectExchange directExchange() {
        return new DirectExchange(DIRECT_EXCHANGE, true, false);
    }

    @Bean
    public Queue durableQueue() {
        return new Queue(DURABLE_QUEUE, true);
    }

    @Bean
    public Binding binding(Queue durableQueue, DirectExchange directExchange) {
        return BindingBuilder.bind(durableQueue).to(directExchange).with("routing_key");
    }
}

生产者发送持久化消息

java 复制代码 
@GetMapping("/send/durable/{message}")
public String sendDurableMessage(@PathVariable String message) {
    MessageProperties props = new MessageProperties();
    props.setDeliveryMode(MessageDeliveryMode.PERSISTENT);
    Message msg = new Message(message.getBytes(), props);
    rabbitTemplate.convertAndSend(DIRECT_EXCHANGE, "routing_key", msg);
    return "Durable message sent: " + message;
}

三、队列到消费者（消费确认和手动应答）

消息到达队列后并不意味着可靠消费，还需要保证消费者成功处理后才能确认接收。如果消费失败或处理异常，消息会被重新投递。

实现方法

  1. 设置手动应答模式：acknowledge="manual"。
  2. 正确处理消息确认：channel.basicAck、channel.basicNack 或 channel.basicReject。

配置类

application.yml

XML 复制代码 
spring:
  rabbitmq:
    listener:
      simple:
        acknowledge-mode: manual

消费者

java 复制代码 
@Component
public class ReliableConsumer {

    @RabbitListener(queues = ReliableExchangeQueueConfig.DURABLE_QUEUE)
    public void receiveMessage(String message, Channel channel, @Header(AmqpHeaders.DELIVERY_TAG) long tag) {
        try {
            System.out.println("Received: " + message);
            // 处理消息成功，手动确认
            channel.basicAck(tag, false);
        } catch (Exception e) {
            try {
                // 处理失败，拒绝消息并重新入队
                channel.basicNack(tag, false, true);
                System.err.println("Message processing failed: " + e.getMessage());
            } catch (IOException ioException) {
                ioException.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

总结

RabbitMQ消息可靠性从生产者到消费者整个链路分为三个部分：

  1. 生产者到Broker：通过发布者确认机制确保消息成功到达Broker。
  2. 消息交换机队列持久化：通过持久化交换机、队列和消息来防止丢失。
  3. 队列到消费者：通过手动确认机制确保消息被成功消费和处理。

RabbitMQ Retry机制

是什么？

RabbitMQ Retry机制是指在消费者处理消息失败时，自动对消息进行重新消费 的一种机制。其目的是确保消息可靠传输和处理，避免因为临时性故障或异常而导致消息丢失。

什么时候使用？

当消费者在处理消息时，可能会因为以下原因导致消费失败：

  1. 网络异常：暂时无法连接到外部服务或数据库。
  2. 业务异常：如处理逻辑中出现意外错误或数据不符合预期。
  3. 资源不足：如系统负载过高导致处理失败。
  4. 依赖服务不可用：如调用第三方API时发生错误。

在这些场景下，通过Retry机制可以自动重新尝试消费消息，避免消息丢失或堆积。

适合在消息处理可靠性要求高 且消费失败具有暂时性的场景中使用，比如：

  • 订单处理：第三方支付系统短暂不可用时自动重试。
  • 库存更新：因数据库短暂异常导致更新失败时重试。
  • 异步通知：调用外部API失败时进行重试，保证通知可靠性。

如果消息经过多次重试仍然失败，通常会配合死信队列（DLQ）进行最终处理，如记录日志或人工干预 。

通过合理配置重试机制，可以提升系统的可靠性和稳定性，防止因短暂性故障导致的数据丢失或业务中断。

Spring Retry配置

application.yml

java 复制代码 
spring:
  rabbitmq:
    listener:
      simple:
        retry:
          enabled: true
          initial-interval: 1000  # 初始间隔1秒
          max-attempts: 5         # 最大重试5次
          multiplier: 2.0         # 每次重试间隔乘以2

RabbitMQ中的死信队列（DLQ）

是什么？

死信队列（Dead Letter Queue，简称DLQ）是指在消息被消费或投递过程中出现异常时，被转发到特殊队列 中进行保存的机制。

这些特殊队列称为死信队列 ，其作用是保存无法被正常消费的消息，以便后续人工干预或进一步处理。

消息什么时候会变成死信？

消息在以下三种情况下会变成死信：

  1. 消息被拒绝（Rejected）且不重新入队：

    • 消费者通过basicReject或basicNack拒绝消息，并且requeue参数设置为false。

  2. 消息在队列中超时（TTL过期）：

    • 队列或消息设置了TTL（Time To Live），超时时未被消费就会成为死信。

  3. 队列达到最大长度（队列满）：

    • 当队列达到了最大长度限制时，新的消息将变为死信。
死信队列在Spring Boot中的使用

1、配置交换机和队列

java 复制代码 
import org.springframework.amqp.core.*;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;

@Configuration
public class RabbitMQConfig {

    public static final String NORMAL_EXCHANGE = "normal_exchange";
    public static final String DEAD_LETTER_EXCHANGE = "dlx_exchange";
    public static final String NORMAL_QUEUE = "normal_queue";
    public static final String DEAD_LETTER_QUEUE = "dead_letter_queue";
    public static final String ROUTING_KEY = "normal_key";
    public static final String DLX_ROUTING_KEY = "dlx_key";

    // 正常交换机
    @Bean
    public DirectExchange normalExchange() {
        return new DirectExchange(NORMAL_EXCHANGE);
    }

    // 死信交换机
    @Bean
    public DirectExchange deadLetterExchange() {
        return new DirectExchange(DEAD_LETTER_EXCHANGE);
    }

    // 正常队列
    @Bean
    public Queue normalQueue() {
        return QueueBuilder.durable(NORMAL_QUEUE)
                .withArgument("x-dead-letter-exchange", DEAD_LETTER_EXCHANGE)  // 绑定死信交换机
                .withArgument("x-dead-letter-routing-key", DLX_ROUTING_KEY)     // 死信路由键
                .withArgument("x-message-ttl", 10000)                          // 消息过期时间（10秒）
                .build();
    }

    // 死信队列
    @Bean
    public Queue deadLetterQueue() {
        return QueueBuilder.durable(DEAD_LETTER_QUEUE).build();
    }

    // 绑定正常队列到正常交换机
    @Bean
    public Binding normalBinding() {
        return BindingBuilder.bind(normalQueue()).to(normalExchange()).with(ROUTING_KEY);
    }

    // 绑定死信队列到死信交换机
    @Bean
    public Binding deadLetterBinding() {
        return BindingBuilder.bind(deadLetterQueue()).to(deadLetterExchange()).with(DLX_ROUTING_KEY);
    }
}

2、生产者发送消息

java 复制代码 
import org.springframework.amqp.rabbit.core.RabbitTemplate;
import org.springframework.web.bind.annotation.*;

@RestController
@RequestMapping("/message")
public class MessageProducer {

    private final RabbitTemplate rabbitTemplate;

    public MessageProducer(RabbitTemplate rabbitTemplate) {
        this.rabbitTemplate = rabbitTemplate;
    }

    @GetMapping("/send/{msg}")
    public String sendMessage(@PathVariable String msg) {
        rabbitTemplate.convertAndSend(RabbitMQConfig.NORMAL_EXCHANGE, RabbitMQConfig.ROUTING_KEY, msg);
        return "Message sent: " + msg;
    }
}

3、消费者监听正常队列和死信队列

java 复制代码 
import org.springframework.amqp.rabbit.annotation.RabbitListener;
import org.springframework.stereotype.Component;

@Component
public class MessageConsumer {

    @RabbitListener(queues = RabbitMQConfig.NORMAL_QUEUE)
    public void receiveMessage(String message) {
        System.out.println("Received normal message: " + message);
        // 模拟消费失败，抛出异常导致消息进入死信队列
        if (message.contains("error")) {
            throw new RuntimeException("Message processing failed");
        }
    }

    @RabbitListener(queues = RabbitMQConfig.DEAD_LETTER_QUEUE)
    public void receiveDeadLetterMessage(String message) {
        System.out.println("Received dead letter message: " + message);
    }
}

死信队列的应用场景

  1. 消息可靠性保障：

    • 当消息无法消费时，放入死信队列，防止消息丢失。
    • 适合订单消息、支付消息等关键场景。

  2. 异常消息监控：

    • 通过死信队列监控异常消息进行告警或分析，便于定位问题。

  3. 人工干预和补偿机制：

    • 可以通过死信队列定期检查并人工处理异常消息，进行人工补偿或修正。

  4. 限流保护：

    • 当消息堆积过多时，将其转入死信队列，防止队列阻塞。

  5. 延时队列实现：

    • 通过TTL结合死信队列来实现延时消息投递。

RabbitMQ中的延时队列

延时队列（Delayed Queue）

是什么？

延时队列是指消息在指定的延迟时间后才被投递到消费者 的一种队列机制。

它在订单超时取消 、定时任务调度 、延迟通知等场景中非常常见，能够确保消息在指定时间后进行处理。

插件安装

1. 下载插件

插件下载地址：
GitHub插件页面

下载命令：

java 复制代码 
wget https://github.com/rabbitmq/rabbitmq-delayed-message-exchange/releases/download/v3.9.0/rabbitmq_delayed_message_exchange-3.9.0.ez
移动插件到插件目录

假设RabbitMQ安装在/usr/lib/rabbitmq：

java 复制代码 
mv rabbitmq_delayed_message_exchange-3.9.0.ez /usr/lib/rabbitmq/lib/rabbitmq_server-*/plugins/

启用插件

java 复制代码 
rabbitmq-plugins enable rabbitmq_delayed_message_exchange

重启RabbitMQ

java 复制代码 
sudo service rabbitmq-server restart

配置类

java 复制代码 
package com.example.config;

import org.springframework.amqp.core.*;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

@Configuration
public class RabbitMQConfig {

    public static final String DELAYED_EXCHANGE = "delayed_exchange";
    public static final String DELAYED_QUEUE = "delayed_queue";
    public static final String ROUTING_KEY = "delayed_key";

    // 声明延时交换机
    @Bean
    public CustomExchange delayedExchange() {
        Map<String, Object> args = new HashMap<>();
        args.put("x-delayed-type", "direct");
        return new CustomExchange(DELAYED_EXCHANGE, "x-delayed-message", true, false, args);
    }

    // 声明延时队列
    @Bean
    public Queue delayedQueue() {
        return new Queue(DELAYED_QUEUE, true);
    }

    // 绑定延时队列到延时交换机
    @Bean
    public Binding delayedBinding(Queue delayedQueue, CustomExchange delayedExchange) {
        return BindingBuilder.bind(delayedQueue).to(delayedExchange).with(ROUTING_KEY).noargs();
    }
}

生产者发送延时消息

java 复制代码 
package com.example.producer;

import org.springframework.amqp.rabbit.core.RabbitTemplate;
import org.springframework.web.bind.annotation.*;

@RestController
@RequestMapping("/send")
public class DelayedMessageProducer {

    private final RabbitTemplate rabbitTemplate;

    public DelayedMessageProducer(RabbitTemplate rabbitTemplate) {
        this.rabbitTemplate = rabbitTemplate;
    }

    @GetMapping("/{message}/{delay}")
    public String sendMessage(@PathVariable String message, @PathVariable int delay) {
        rabbitTemplate.convertAndSend(
                "delayed_exchange", 
                "delayed_key", 
                message, 
                msg -> {
                    msg.getMessageProperties().setHeader("x-delay", delay);
                    return msg;
                }
        );
        return "Sent delayed message: " + message + " with delay: " + delay + " ms";
    }
}

消费者监听延时队列

java 复制代码 
package com.example.consumer;

import org.springframework.amqp.rabbit.annotation.RabbitListener;
import org.springframework.stereotype.Component;

@Component
public class DelayedMessageConsumer {

    @RabbitListener(queues = RabbitMQConfig.DELAYED_QUEUE)
    public void receiveMessage(String message) {
        System.out.println("Received delayed message: " + message);
    }
}
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