服务的异步通信中，消息队列使用时一些常见问题：

一、消息可靠性：如何确保发送的消息至少被消费一次

其中会发生消息丢失的有：
①发送时丢失：
• 生产者发送的消息未送达exchange
• 消息到达exchange后未到达queue
②MQ宕机，queue将消息丢失，默认将消息存在内存中，并不在磁盘上
③consumer接收到消息后未消费就宕机
⚠确保RabbitMQ消息的可靠性：

• 开启生产者确认机制，确保生产者的消息能到达队列
• mq持久化，确保消息未消费前在队列中不会丢失
• 开启消费者确认机制为auto，由spring确认消息处理成功后完成ack
• 开启消费者失败重试机制，并设置MessageRecoverer，多次重试失败后将消息投递到异常交换机，交由人工处理

Ⅰ：SpringAMQP实现生产者消息确认
RabbitMQ提供了publisher confirm机制来避免消息发送到MQ过程中丢失。这种机制必须给每个消息指定一个唯一ID，以区分不同消息，避免ack冲突。消息发送到MQ以后，会返回一个结果给发送者，表示消息是否处理成功。

返回结果有两种方式：

• publisher-confirm，发送者确认
  • 消息成功投递到交换机，返回ack
  • 消息未投递到交换机，返回nack
• publisher-return，发送者回执
  • 消息投递到交换机了，但是没有路由到队列。返回ack，及路由失败原因。

代码实现：
1、修改publisher（生产者）服务中的application.yml文件

spring:
  rabbitmq:
    publisher-confirm-type: correlated  #开启publisher-confirm
    publisher-returns: true    #开启publish-return功能
    template:
      mandatory: true    #定义消息路由失败时的策略

配置补充说明：

• publish-confirm-type：开启publisher-confirm，这里支持两种类型：
  • simple：同步等待confirm结果，直到超时
  • correlated：异步回调，定义ConfirmCallback，MQ返回结果时会回调这个ConfirmCallback
• publish-returns：开启publish-return功能，同样是基于callback机制，不过是定义ReturnCallback
• template.mandatory：定义消息路由失败时的策略。true，则调用ReturnCallback；false：则直接丢弃消息

2、定义ReturnConfirm 回调
每个RabbitTemplate只能配置一个ReturnCallback，因此需要在项目加载时（即项目启动过程中）配置ReturnCallback，及ConfirmCallback。

package cn.itcast.mq.config;

import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
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.connection.CorrelationData;
import org.springframework.amqp.rabbit.core.RabbitTemplate;
import org.springframework.beans.BeansException;
import org.springframework.context.ApplicationContext;
import org.springframework.context.ApplicationContextAware;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;

//定义ReturnConfirm 回调
@Slf4j
@Configuration
public class CommonConfig implements ApplicationContextAware {
    @Override
    public void setApplicationContext(ApplicationContext applicationContext) throws BeansException {
        // 获取RabbitTemplate
        RabbitTemplate rabbitTemplate = applicationContext.getBean(RabbitTemplate.class);
        // 设置ReturnCallback，消息投递到交换机了，但是没有路由到队列
        rabbitTemplate.setReturnCallback((message, replyCode, replyText, exchange, routingKey) -> {
            // 投递失败，记录日志
            log.info("消息发送失败，应答码{}，原因{}，交换机{}，路由键{},消息{}",
                    replyCode, replyText, exchange, routingKey, message.toString());
            // 如果有业务需要，可以重发消息
        });

        //消息投递到交换机，定义ConfirmCallback，MQ返回结果时会回调这个ConfirmCallback
        rabbitTemplate.setConfirmCallback(new RabbitTemplate.ConfirmCallback() {
            /**
             * @param correlationData  自定义的数据
             * @param ack  是否确认
             * @param cause  原因
             */
            @Override
            public void confirm(CorrelationData correlationData, boolean ack, String cause) {
                if(ack){
                    // 3.1.ack，消息成功
                    log.debug("消息发送成功, ID:{}", correlationData.getId());
                }else{
                    // 3.2.nack，消息失败
                    log.error("消息发送失败, ID:{}, 原因{}",correlationData.getId(), cause);
                }
            }
        });
    }

    @Bean
    public DirectExchange simpleExchange(){
        // 三个参数：交换机名称、是否持久化、当没有queue与其绑定时是否自动删除
        return new DirectExchange("simple.direct", false, false);
    }
    @Bean
    public Queue simpleQueue(){
        return new Queue("simple.queue",false);
    }
    @Bean
    public Binding binding(){
        return BindingBuilder.bind(simpleQueue()).to(simpleExchange()).with("simple");
    }
}

3、发送消息测试

package cn.itcast.mq.spring;

import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.junit.Test;
import org.junit.runner.RunWith;
import org.springframework.amqp.rabbit.connection.CorrelationData;
import org.springframework.amqp.rabbit.core.RabbitTemplate;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.boot.test.context.SpringBootTest;
import org.springframework.test.context.junit4.SpringRunner;

import java.util.UUID;

@Slf4j
@RunWith(SpringRunner.class)
@SpringBootTest
public class SpringAmqpTest {

    @Autowired
    private RabbitTemplate rabbitTemplate;

    /* 
设置不存在的交换机尝试发送    交换机: task.direct        路由: task
    - 结果:  发送确认回调返回false消息没有正确发送到MQ中
    - return回调未触发

设置存在的交换机,不存在的路由尝试发送    交换机: simple.direct     路由: task
    - 结果:  发送确认回调返回true消息已经发送到MQ中
    - return回调触发，返回了消息，并提示路由错误

设置正确的交换机，正确的路由    交换机: simple.direct      路由: simple
    - 结果: 发送确认回调返回true消息已经发送到MQ中
    - return回调未触发
     */
    @Test
    public void testSendMessage2SimpleQueue() throws InterruptedException {
        // 1.消息体
        String message = "hello, spring amqp!";
        // 2.全局唯一的消息ID，需要封装到CorrelationData中
        CorrelationData correlationData = new CorrelationData(UUID.randomUUID().toString());
        // 4.发送消息
        rabbitTemplate.convertAndSend("task.direct", "task", message, correlationData);
        // 休眠一会儿，等待ack回执
        Thread.sleep(2000);
    }
}

结论：
通过发送确认 和 消息返还机制可以确保消息 一定能够投递到指定的队列中，如果消息没有投递成功 或返还了
也可以通过定时重新投递的方式进行补偿

Ⅱ：mq持久化（默认情况下，SpringAMQP发出的任何消息都是持久化的，不用特意指定）
一、交换机持久化
RabbitMQ中交换机默认是非持久化的，mq重启后就丢失。
SpringAMQP中可以通过代码指定交换机持久化（默认情况下，由SpringAMQP声明的交换机都是持久化的）

@Bean
public DirectExchange simpleExchange(){
    // 三个参数：交换机名称、是否持久化、当没有queue与其绑定时是否自动删除
    return new DirectExchange("simple.direct", true, false);
}

二、队列持久化
RabbitMQ中队列如果设置成非持久化的，mq重启后就丢失。
SpringAMQP中可以通过代码指定交换机持久化（默认情况下，由SpringAMQP声明的队列都是持久化的）

@Bean
public Queue simpleQueue(){
     // 使用QueueBuilder构建队列，durable就是持久化的
     return QueueBuilder.durable("simple.queue").build();
}

三、消息持久化
利用SpringAMQP发送消息时，可以设置消息的属性（MessageProperties），指定delivery-mode

  - 1：非持久化
  - 2：持久化

//创建消息
Message msg = MessageBuilder
        .withBody(message.getBytes(StandardCharsets.UTF_8)) // 消息体
        .setDeliveryMode(MessageDeliveryMode.PERSISTENT) // 持久化
        .build();

Ⅲ：消费者确认机制
RabbitMQ是阅后即焚机制，RabbitMQ确认消息被消费者消费后会立刻删除。
而RabbitMQ是通过消费者回执来确认消费者是否成功处理消息的：消费者获取消息后，应该向RabbitMQ发送ack回执，表明自己已经处理消息。

设想这样的场景：

  - 1）RabbitMQ投递消息给消费者
  - 2）消费者获取消息后，返回ack给RabbitMQ
  - 3）RabbitMQ删除消息
  - 4）消费者宕机，消息尚未处理

这样，消息就丢失了。因此消费者返回ack的时机非常重要。

而SpringAMQP则允许配置三种确认模式：
•manual：手动ack，需要在业务代码结束后，调用api发送ack。
•auto：自动ack，由spring监测listener代码是否出现异常，没有异常则返回ack；抛出异常则返回nack
•none：关闭ack，MQ假定消费者获取消息后会成功处理，因此消息投递后立即被删除

由此可知：

  - none模式下，消息投递是不可靠的，可能丢失
  - auto模式类似事务机制，出现异常时返回nack，消息回滚到mq；没有异常，返回ack
  - manual：自己根据业务情况，判断什么时候该ack

一般，我们都是使用默认的auto即可。
实现方法：是修改consumer服务的application.yml文件

spring:
  rabbitmq:
    listener:
      simple:
        acknowledge-mode: auto  # none，关闭ack；manual，手动ack；auto：自动ack

Ⅳ：消费失败重试机制
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，然后再次异常，再次requeue，无限循环，导致mq的消息处理飙升，带来不必要的压力
一、本地重试
利用Spring的retry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
实现方法：修改consumer服务的application.yml文件

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

  - 在重试3次后，SpringAMQP会抛出异常AmqpRejectAndDontRequeueException，说明本地重试触发了
  - 查看RabbitMQ控制台，发现消息被删除了，说明最后SpringAMQP返回的是ack，mq删除消息了

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ack，消息会被丢弃

二、失败策略
在开启重试模式后，重试次数耗尽，如果消息依然失败，则需要有MessageRecovery接口来处理，它包含三种不同的实现：

• 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

一般使用RepublishMessageRecoverer处理方案，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

代码实现：（配置类config）
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");
}

二、死信交换机
成为死信（dead letter）的条件：

• 消费者使用basic.reject或 basic.nack声明消费失败，并且消息的requeue参数设置为false
• 消息是一个过期消息，超时无人消费
• 要投递的队列消息满了，无法投递

如果这个包含死信的队列配置了dead-letter-exchange属性，指定了一个交换机，那么队列中的死信就会投递到这个交换机中。而这个交换机称为死信交换机（Dead Letter Exchange，简称DLX）
当队列还含有死信交换机与死信队列绑定的RoutingKey时，那么才能确保投递的消息能到达死信交换机，并且正确的路由到死信队列。

TTL（Time-To-Live）
一个队列中的消息如果超时未消费，则会变为死信，超时分为两种情况

  - 消息本身设置了超时时间
  - 消息所在的队列设置了超时时间

当队列、消息都设置了TTL时，任意一个到期就会成为死信

延迟队列
利用TTL结合死信交换机，实现了消息发出后，消费者延迟收到消息的效果。这种消息模式就称为延迟队列（Delay Queue）模式
延迟队列的使用场景包括：

• 延迟发送短信
• 用户下单，如果用户在15 分钟内未支付，则自动取消
• 预约工作会议，20分钟后自动通知所有参会人员

DelayExchange插件：
RabbitMQ的官方推出的原生支持延迟队列效果的插件
RabbitMQ的插件列表页面：https://www.rabbitmq.com/community-plugins.html
使用方式官网地址：https://blog.rabbitmq.com/posts/2015/04/scheduling-messages-with-rabbitmq
安装：RabbitMQ部署指南.md
其工作原理：
DelayExchange需要将一个交换机声明为delayed类型。当我们发送消息到delayExchange时，流程如下：

  - 接收消息
  - 判断消息是否具备x-delay属性
  - 如果有x-delay属性，说明是延迟消息，持久化到硬盘，读取x-delay值，作为延迟时间
  - 返回routing not found结果给消息发送者
  - x-delay时间到期后，重新投递消息到指定队列

延迟队列插件的使用步骤
步骤一：声明一个交换机，添加delayed属性为true


步骤二：发送消息时，添加x-delay头，值为超时时间

三、惰性队列
消息堆积问题
当生产者发送消息的速度超过了消费者处理消息的速度，就会导致队列中的消息堆积，直到队列存储消息达到上限。之后发送的消息就会成为死信，可能会被丢弃
https://blog.csdn.net/cuibin1991/article/details/107930479
两种解决思路：

• 增加更多消费者，提高消费速度。也就是我们之前说的work queue模式
• 扩大队列容积，提高堆积上限（不可行）
• 使用惰性队列，可以再mq中保存更多消息（下面增加的一种方案）

惰性队列
从RabbitMQ的3.6.0版本开始，就增加了Lazy Queues的概念，也就是惰性队列。惰性队列的特征如下：

• 接收到消息后直接存入磁盘而非内存
• 消费者要消费消息时才会从磁盘中读取并加载到内存
• 支持数百万条的消息存储

①通过命令行将一个运行中的队列修改为惰性队列：
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

②基于@Bean声明lazy-queue

③基于@RabbitListener声明LazyQueue

惰性队列的优点

• 基于磁盘存储，消息上限高
• 没有间歇性的page-out，性能比较稳定

惰性队列的缺点

• 基于磁盘存储，消息时效性会降低
• 性能受限于磁盘的IO

四、MQ集群（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集群分类：
普通集群【标准集群（classic cluster）】：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。
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。不包含队列中的消息。
  - 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

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。
具备下面的特征：

  - 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
  - 所有操作都是主节点完成，然后同步给镜像节点
  - 主节点宕机后，镜像节点会替代成新的主节点

仲裁队列：
镜像集群虽然支持主从，但主从同步并不是强一致的，某些情况下可能有数据丢失的风险。因此在RabbitMQ的3.8版本以后，推出了新的功能来代替镜像集群，底层采用Raft协议确保主从的数据一致性。
具备下列特征：

  - 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

MQ高级:================

rabbitmq如何保证消息的可靠性?

生产者确认机制
mq持久化
消费者确认机制
失败重试机制

rabbitmq如何解决百万消息堆积问题?

队列上绑定多个消费者，提高消费速度
使用惰性队列，可以再mq中保存更多消息

rabbitmq如何防止消息重复消费?

让每个消息携带一个全局的唯一ID，即可保证消息的幂等性，具体消费过程为：
消费者获取到消息后先根据id去查询redis/db是否存在该消息
如果不存在，则正常消费，消费完毕后写入redis/db
如果存在，则证明消息被消费过，直接丢弃

rabbitmq如何保证高可用?

开启生产者确认机制，确保生产者的消息能到达队列
开启持久化功能，确保消息未消费前在队列中不会丢失
开启消费者确认机制为auto，由spring确认消息处理成功后完成ack
开启消费者失败重试机制，并设置MessageRecoverer，多次重试失败后将消息投递到异常交换机，交由人工处理

rabbitmq消息的重试机制?

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

rabbitmq如何实现延迟消费?

给队列设置ttl属性，进入队列后超过ttl时间的消息变为死信
给消息设置ttl属性，队列接收到消息超过ttl时间后变为死信

rabbitmq在项目中的使用场景?

例如在支付业务上，需要通知订单服务和短息服务，就可以使用mq.