RabbitMQ/高併發面試題

maxingyu發表於2021-05-18

轉自:php中文網

1.什麼是rabbitmq

採用AMQP高階訊息佇列協議的一種訊息佇列技術,最大的特點就是消費並不需要確保提供方存在,實現了服務之間的高度解耦

2. 為什麼要使用rabbitmq

  1. 在分散式系統下具備非同步,削峰,負載均衡等一系列高階功能;
  2. 擁有持久化的機制,程式訊息,佇列中的資訊也可以儲存下來。
  3. 實現消費者和生產者之間的解耦。
  4. 對於高併發場景下,利用訊息佇列可以使得同步訪問變為序列訪問達到一定量的限流,利於資料庫的操作。
  5. 可以使用訊息佇列達到非同步下單的效果,排隊中,後臺進行邏輯下單

3. 使用rabbitmq的場景

  1. 服務間非同步通訊
  2. 順序消費
  3. 定時任務
  4. 請求削峰

4. 如何確保訊息正確地傳送至RabbitMQ? 如何確保訊息接收方消費了訊息?

傳送方確認模式

將通道設定成confirm模式(傳送方確認模式),則所有在通道上釋出的訊息都會被指派一個唯一的ID。
一旦訊息被投遞到目的佇列後,或者訊息被寫入磁碟後(可持久化的訊息),通道會傳送一個確認給生產者(包含訊息唯一ID)。
如果RabbitMQ發生內部錯誤從而導致訊息丟失,會傳送一條nack(not acknowledged,未確認)訊息。
傳送方確認模式是非同步的,生產者應用程式在等待確認的同時,可以繼續傳送訊息。當確認訊息到達生產者應用程式,生產者應用程式的回撥方法就會被觸發來處理確認訊息。

接收方確認機制

接收方訊息確認機制

消費者接收每一條訊息後都必須進行確認(訊息接收和訊息確認是兩個不同操作)。只有消費者確認了訊息,RabbitMQ才能安全地把訊息從佇列中刪除。
這裡並沒有用到超時機制,RabbitMQ僅透過Consumer的連線中斷來確認是否需要重新傳送訊息。也就是說,只要連線不中斷,RabbitMQ給了Consumer足夠長的時間來處理訊息。保證資料的最終一致性;

下面羅列幾種特殊情況

如果消費者接收到訊息,在確認之前斷開了連線或取消訂閱,RabbitMQ會認為訊息沒有被分發,然後重新分發給下一個訂閱的消費者。(可能存在訊息重複消費的隱患,需要去重)
如果消費者接收到訊息卻沒有確認訊息,連線也未斷開,則RabbitMQ認為該消費者繁忙,將不會給該消費者分發更多的訊息。

5. 如何避免訊息重複投遞或重複消費?

在訊息生產時,MQ內部針對每條生產者傳送的訊息生成一個inner-msg-id,作為去重的依據(訊息投遞失敗並重傳),避免重複的訊息進入佇列;

在訊息消費時,要求訊息體中必須要有一個bizId(對於同一業務全域性唯一,如支付ID、訂單ID、帖子ID等)作為去重的依據,避免同一條訊息被重複消費。

6.訊息基於什麼傳輸?

由於TCP連線的建立和銷燬開銷較大,且併發數受系統資源限制,會造成效能瓶頸。RabbitMQ使用通道的方式來傳輸資料。通道是建立在真實的TCP連線內的虛擬連線,且每條TCP連線上的通道數量沒有限制。

7.訊息如何分發?

若該佇列至少有一個消費者訂閱,訊息將以迴圈(round-robin)的方式傳送給消費者。每條訊息只會分發給一個訂閱的消費者(前提是消費者能夠正常處理訊息並進行確認)。 透過路由可實現多消費的功能

8.訊息怎麼路由?

訊息提供方->路由->一至多個佇列 訊息釋出到交換器時,訊息將擁有一個路由鍵(routing key),在訊息建立時設定。 透過佇列路由鍵,可以把佇列繫結到交換器上。

訊息到達交換器後,RabbitMQ會將訊息的路由鍵與佇列的路由鍵進行匹配(針對不同的交換器有不同的路由規則);

常用的交換器主要分為一下三種

· fanout:如果交換器收到訊息,將會廣播到所有繫結的佇列上

· direct:如果路由鍵完全匹配,訊息就被投遞到相應的佇列

· topic:可以使來自不同源頭的訊息能夠到達同一個佇列。 使用topic交換器時,可以使用萬用字元

9.如何確保訊息不丟失?

訊息持久化,當然前提是佇列必須持久化 RabbitMQ確保永續性訊息能從伺服器重啟中恢復的方式是,將它們寫入磁碟上的一個持久化日誌檔案,當釋出一條永續性訊息到持久交換器上時,Rabbit會在訊息提交到日誌檔案後才傳送響應。

一旦消費者從持久佇列中消費了一條持久化訊息,RabbitMQ會在持久化日誌中把這條訊息標記為等待垃圾收集。如果持久化訊息在被消費之前RabbitMQ重啟,那麼Rabbit會自動重建交換器和佇列(以及繫結),並重新發布持久化日誌檔案中的訊息到合適的佇列。

10.使用RabbitMQ有什麼好處?

  1. 服務間高度解耦

  2. 非同步通訊效能高

  3. 流量削峰

11.rabbitmq的叢集

映象叢集模式

你建立的queue,無論後設資料還是queue裡的訊息都會存在於多個例項上,然後每次你寫訊息到queue的時候,都會自動把訊息到多個例項的queue裡進行訊息同步。

好處在於,你任何一個機器當機了,沒事兒,別的機器都可以用。壞處在於,第一,這個效能開銷也太大了吧,訊息同步所有機器,導致網路頻寬壓力和消耗很重!第二,這麼玩兒,就沒有擴充套件性可言了,如果某個queue負載很重,你加機器,新增的機器也包含了這個queue的所有資料,並沒有辦法線性擴充套件你的queue

12.mq的缺點

系統可用性降低

系統引入的外部依賴越多,越容易掛掉,本來你就是A系統呼叫BCD三個系統的介面就好了,人ABCD四個系統好好的,沒啥問題,你偏加個MQ進來,萬一MQ掛了咋整?MQ掛了,整套系統崩潰了,你不就完了麼。

系統複雜性提高

硬生生加個MQ進來,你怎麼保證訊息沒有重複消費?怎麼處理訊息丟失的情況?怎麼保證訊息傳遞的順序性?頭大頭大,問題一大堆,痛苦不已

13.一致性問題

A系統處理完了直接返回成功了,人都以為你這個請求就成功了;但是問題是,要是BCD三個系統那裡,BD兩個系統寫庫成功了,結果C系統寫庫失敗了,咋整?你這資料就不一致了。

所以訊息佇列實際是一種非常複雜的架構,你引入它有很多好處,但是也得針對它帶來的壞處做各種額外的技術方案和架構來規避掉,最好之後,你會發現,媽呀,系統複雜度提升了一個數量級,也許是複雜了10倍。但是關鍵時刻,用,還是得用的

14.分散式事務

分段提交。會有一個仲裁者,然後給所有節點來發訊息。當所有節點都ack之後,才會成功。否則就得等待重發。

15.針對直播這種突然大流量的情況,該怎麼設計。

  1. NGINX加機器

  2. cdn快取靜態頁面

  3. redis佇列,讓使用者慢點進來。

  4. 加快取。快取使用者資料,比如使用者資訊。

  5. 資料庫使用主從

  6. 彈性擴容

  7. 限流熔斷

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