RabbitMQ系列（四）RabbitMQ事務和Confirm傳送方訊息確認——深入解讀

王磊的部落格發表於2018-07-22
MQ

引言

根據前面的知識（深入瞭解RabbitMQ工作原理及簡單使用、Rabbit的幾種工作模式介紹與實踐）我們知道，如果要保證訊息的可靠性，需要對訊息進行持久化處理，然而訊息持久化除了需要程式碼的設定之外，還有一個重要步驟是至關重要的，那就是保證你的訊息順利進入Broker（代理伺服器），如圖所示：

RabbitMQ系列（四）RabbitMQ事務和Confirm傳送方訊息確認——深入解讀

正常情況下，如果訊息經過交換器進入佇列就可以完成訊息的持久化，但如果訊息在沒有到達broker之前出現意外，那就造成訊息丟失，有沒有辦法可以解決這個問題？

RabbitMQ有兩種方式來解決這個問題：

  1. 通過AMQP提供的事務機制實現；
  2. 使用傳送者確認模式實現；

一、事務使用

事務的實現主要是對通道（Channel）的設定，主要的方法有三個：

  1. channel.txSelect()宣告啟動事務模式；

  2. channel.txComment()提交事務；

  3. channel.txRollback()回滾事務；

從上面的可以看出事務都是以tx開頭的，tx應該是transaction extend（事務擴充套件模組）的縮寫，如果有準確的解釋歡迎在部落格下留言。

我們來看具體的程式碼實現：

// 建立連線
ConnectionFactory factory = new ConnectionFactory();
factory.setUsername(config.UserName);
factory.setPassword(config.Password);
factory.setVirtualHost(config.VHost);
factory.setHost(config.Host);
factory.setPort(config.Port);	
Connection conn = factory.newConnection();
// 建立通道
Channel channel = conn.createChannel();
// 宣告佇列
channel.queueDeclare(_queueName, true, false, false, null);
String message = String.format("時間 => %s", new Date().getTime());
try {
	channel.txSelect(); // 宣告事務
	// 傳送訊息
	channel.basicPublish("", _queueName, MessageProperties.PERSISTENT_TEXT_PLAIN, message.getBytes("UTF-8"));
	channel.txCommit(); // 提交事務
} catch (Exception e) {
	channel.txRollback();
} finally {
	channel.close();
	conn.close();
}
複製程式碼

注意：使用者需把config.xx配置成自己Rabbit的資訊。

從上面的程式碼我們可以看出，在傳送訊息之前的程式碼和之前介紹的都是一樣的，只是在傳送訊息之前，需要宣告channel為事務模式，提交或者回滾事務即可。

瞭解了事務的實現之後，那麼事務究竟是怎麼執行的，讓我們來使用wireshark抓個包看看，如圖所示：

RabbitMQ系列（四）RabbitMQ事務和Confirm傳送方訊息確認——深入解讀

輸入ip.addr==rabbitip && amqp檢視客戶端和rabbit之間的通訊，可以看到互動流程：

  • 客戶端傳送給伺服器Tx.Select(開啟事務模式)
  • 伺服器端返回Tx.Select-Ok（開啟事務模式ok）
  • 推送訊息
  • 客戶端傳送給事務提交Tx.Commit
  • 伺服器端返回Tx.Commit-Ok

以上就完成了事務的互動流程，如果其中任意一個環節出現問題，就會丟擲IoException移除，這樣使用者就可以攔截異常進行事務回滾，或決定要不要重複訊息。

那麼，既然已經有事務了，沒什麼還要使用傳送方確認模式呢，原因是因為事務的效能是非常差的。事務效能測試：

事務模式，結果如下：

  • 事務模式，傳送1w條資料，執行花費時間：14197s
  • 事務模式，傳送1w條資料，執行花費時間：13597s
  • 事務模式，傳送1w條資料，執行花費時間：14216s

非事務模式，結果如下：

  • 非事務模式，傳送1w條資料，執行花費時間：101s
  • 非事務模式，傳送1w條資料，執行花費時間：77s
  • 非事務模式，傳送1w條資料，執行花費時間：106s

從上面可以看出，非事務模式的效能是事務模式的效能高149倍，我的電腦測試是這樣的結果，不同的電腦配置略有差異，但結論是一樣的，事務模式的效能要差很多，那有沒有既能保證訊息的可靠性又能兼顧效能的解決方案呢？那就是接下來要講的Confirm傳送方確認模式。

擴充套件知識

我們知道，消費者可以使用訊息自動或手動傳送來確認消費訊息，那如果我們在消費者模式中使用事務（當然如果使用了手動確認訊息，完全用不到事務的），會發生什麼呢？

消費者模式使用事務

假設消費者模式中使用了事務，並且在訊息確認之後進行了事務回滾，那麼RabbitMQ會產生什麼樣的變化？

結果分為兩種情況：

  1. autoAck=false手動應對的時候是支援事務的，也就是說即使你已經手動確認了訊息已經收到了，但在確認訊息會等事務的返回解決之後，在做決定是確認訊息還是重新放回佇列，如果你手動確認現在之後，又回滾了事務，那麼已事務回滾為主，此條訊息會重新放回佇列；
  2. autoAck=true如果自定確認為true的情況是不支援事務的，也就是說你即使在收到訊息之後在回滾事務也是於事無補的，佇列已經把訊息移除了；

二、Confirm傳送方確認模式

Confirm傳送方確認模式使用和事務類似，也是通過設定Channel進行傳送方確認的。

Confirm的三種實現方式：

方式一：channel.waitForConfirms()普通傳送方確認模式；

方式二：channel.waitForConfirmsOrDie()批量確認模式；

方式三：channel.addConfirmListener()非同步監聽傳送方確認模式；

方式一：普通Confirm模式

// 建立連線
ConnectionFactory factory = new ConnectionFactory();
factory.setUsername(config.UserName);
factory.setPassword(config.Password);
factory.setVirtualHost(config.VHost);
factory.setHost(config.Host);
factory.setPort(config.Port);
Connection conn = factory.newConnection();
// 建立通道
Channel channel = conn.createChannel();
// 宣告佇列
channel.queueDeclare(config.QueueName, false, false, false, null);
// 開啟傳送方確認模式
channel.confirmSelect();
String message = String.format("時間 => %s", new Date().getTime());
channel.basicPublish("", config.QueueName, null, message.getBytes("UTF-8"));
if (channel.waitForConfirms()) {
	System.out.println("訊息傳送成功" );
}
複製程式碼

看程式碼可以知道，我們只需要在推送訊息之前，channel.confirmSelect()宣告開啟傳送方確認模式，再使用channel.waitForConfirms()等待訊息被伺服器確認即可。

方式二：批量Confirm模式

// 建立連線
ConnectionFactory factory = new ConnectionFactory();
factory.setUsername(config.UserName);
factory.setPassword(config.Password);
factory.setVirtualHost(config.VHost);
factory.setHost(config.Host);
factory.setPort(config.Port);
Connection conn = factory.newConnection();
// 建立通道
Channel channel = conn.createChannel();
// 宣告佇列
channel.queueDeclare(config.QueueName, false, false, false, null);
// 開啟傳送方確認模式
channel.confirmSelect();
for (int i = 0; i < 10; i++) {
	String message = String.format("時間 => %s", new Date().getTime());
	channel.basicPublish("", config.QueueName, null, message.getBytes("UTF-8"));
}
channel.waitForConfirmsOrDie(); //直到所有資訊都發布，只要有一個未確認就會IOException
System.out.println("全部執行完成");
複製程式碼

以上程式碼可以看出來channel.waitForConfirmsOrDie()，使用同步方式等所有的訊息傳送之後才會執行後面程式碼，只要有一個訊息未被確認就會丟擲IOException異常。

方式三：非同步Confirm模式

// 建立連線
ConnectionFactory factory = new ConnectionFactory();
factory.setUsername(config.UserName);
factory.setPassword(config.Password);
factory.setVirtualHost(config.VHost);
factory.setHost(config.Host);
factory.setPort(config.Port);
Connection conn = factory.newConnection();
// 建立通道
Channel channel = conn.createChannel();
// 宣告佇列
channel.queueDeclare(config.QueueName, false, false, false, null);
// 開啟傳送方確認模式
channel.confirmSelect();
for (int i = 0; i < 10; i++) {
	String message = String.format("時間 => %s", new Date().getTime());
	channel.basicPublish("", config.QueueName, null, message.getBytes("UTF-8"));
}
//非同步監聽確認和未確認的訊息
channel.addConfirmListener(new ConfirmListener() {
	@Override
	public void handleNack(long deliveryTag, boolean multiple) throws IOException {
		System.out.println("未確認訊息，標識：" + deliveryTag);
	}
	@Override
	public void handleAck(long deliveryTag, boolean multiple) throws IOException {
		System.out.println(String.format("已確認訊息，標識：%d，多個訊息：%b", deliveryTag, multiple));
	}
});
複製程式碼

非同步模式的優點，就是執行效率高，不需要等待訊息執行完，只需要監聽訊息即可，以上非同步返回的資訊如下：

RabbitMQ系列（四）RabbitMQ事務和Confirm傳送方訊息確認——深入解讀

可以看出，程式碼是非同步執行的，訊息確認有可能是批量確認的，是否批量確認在於返回的multiple的引數，此引數為bool值，如果true表示批量執行了deliveryTag這個值以前的所有訊息，如果為false的話表示單條確認。

Confirm效能測試

測試前提：與事務一樣，我們傳送1w條訊息。

方式一：Confirm普通模式

  • 執行花費時間：2253s
  • 執行花費時間：2018s
  • 執行花費時間：2043s

方式二：Confirm批量模式

  • 執行花費時間：1576s
  • 執行花費時間：1400s
  • 執行花費時間：1374s

方式三：Confirm非同步監聽方式

  • 執行花費時間：1498s
  • 執行花費時間：1368s
  • 執行花費時間：1363s

總結

綜合總體測試情況來看：Confirm批量確定和Confirm非同步模式效能相差不大，Confirm模式要比事務快10倍左右。

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