Java面試高頻問題之RabbitMQ系列全面解析
1.RabbitMQ是什么?
RabbitMQ是一款開源的,Erlang編寫的,基于AMQP(高級消息隊列協(xié)議)協(xié)議的消息中間件。
2.為什么要使用消息隊列?
從本質上來說是因為互聯(lián)網的快速發(fā)展,業(yè)務不斷擴張,促使技術架構需要不斷的演進。
從以前的單體架構到現(xiàn)在的微服務架構,成百上千的服務之間相互調用和依賴。從互聯(lián)網初期一個服務器上有 100 個在線用戶已經很了不得,到現(xiàn)在坐擁10億日活的微信。此時,我們需要有一個「工具」來解耦服務之間的關系、控制資源合理合時的使用以及緩沖流量洪峰等等。因此,消息隊列就應運而生了。
它常用來實現(xiàn):異步處理、服務解耦、流量控制(削峰)。
3.說說RabbitMQ中的幾大組件
- Broker:接收和分發(fā)消息的應用,RabbitMQ Server 就是 Message Broker。
- Virtual host:出于多租戶和安全因素設計的,把 AMQP 的基本組件劃分到一個虛擬的分組中,類似于網絡中的 namespace 概念。當多個不同的用戶使用同一個 RabbitMQ server 提供的服務時,可以劃分出多個 vhost,每個用戶在自己的 vhost 創(chuàng)建 exchange/queue 等。
- Connection:publisher/consumer 和 broker 之間的 TCP 連接Channel:如果每一次訪問 RabbitMQ 都建立一個 Connection,在消息量大的時候建立 TCP Connection 的開銷將是巨大的,效率也較低。Channel 是在 connection 內部建立的邏輯連接,如果應用程序支持多線程,通常每個 thread 創(chuàng)建單獨的 channel 進行通訊,AMQP method 包含了 channel id 幫助客戶端和 message broker 識別 channel,所以 channel 之間是完全隔離的。 l Channel 作為輕量級的Connection 極大減少了操作系統(tǒng)建立 TCP connection 的開銷。
- Exchange : message 到達 broker 的第一站,根據分發(fā)規(guī)則,匹配查詢表中的 routing key,分發(fā)消息到 queue 中去。常用的類型有:direct (point-to-point), topic (publish-subscribe) and fanout(multicast)。
- Queue : 消息最終被送到這里等待 consumer 取走。
- Binding : exchange 和 queue 之間的虛擬連接,binding 中可以包含 routing key,Binding 信息被保存到 exchange 中的查詢表中,用于 message 的分發(fā)依據。
- Producer:消息生產者,就是投遞消息的一方。消息一般包含兩個部分:消息體(
payload
)和標簽(Label
)。 - Consumer:消費消息,也就是接收消息的一方。消費者連接到RabbitMQ服務器,并訂閱到隊列上。消費消息時只消費消息體,丟棄標簽。
4.消息隊列有什么優(yōu)缺點?
優(yōu)點上面已經說了,就是在特殊場景下有其對應的好處,解耦、異步、削峰。缺點有以下幾個:
- 系統(tǒng)可用性降低:系統(tǒng)引入的外部依賴越多,越容易掛掉。萬一 MQ 掛了,MQ 一掛,整套系統(tǒng)崩 潰,你不就完了?
- 系統(tǒng)復雜度提高:硬生生加個 MQ 進來,你怎么保證消息沒有重復消費?怎么處理消息丟失的情況?
- 怎么保證消息傳遞的順序性?問題一大堆。
- 一致性問題:A 系統(tǒng)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(tǒng)那里,BD 兩個系統(tǒng)寫庫成功了,結果 C 系統(tǒng)寫庫失敗了,咋整?你這數據就不一致 了。
5.如何保證消息的可靠性?
消息到MQ的過程中搞丟,MQ自己搞丟,MQ到消費過程中搞丟。
生產者到RabbitMQ:事務機制和Confirm機制,注意:事務機制和 Confirm 機制是互斥的,兩者不能共存,會導致 RabbitMQ 報錯。
RabbitMQ自身:持久化、集群、普通模式、鏡像模式。
RabbitMQ到消費者:basicAck機制、死信隊列、消息補償機制。
6.RabbitMQ中常見交換機類型有哪些?
- fanout:把所有發(fā)送到該交換器的消息路由到所有與該交換器綁定的隊列中。
- direct:把消息路由到BindingKey和RoutingKey完全匹配的隊列中。
- topic:
RoutingKey
為一個 點號'.': 分隔的字符串。比如: szh.name.love
BindingKey
和RoutingKey
一樣也是點號“.“分隔的字符串。
BindingKey
可使用 * 和 # 用于做模糊匹配,*匹配一個單詞,#匹配多個或者0個
7.生產者發(fā)送消息的過程是怎樣的?
Producer
先連接到Broker,建立連接Connection,開啟一個信道(Channel)。Producer
聲明一個交換器并設置好相關屬性。Producer
聲明一個隊列并設置好相關屬性。Producer
通過路由鍵將交換器和隊列綁定起來。Producer
發(fā)送消息到Broker
,其中包含路由鍵、交換器等信息。- 相應的交換器根據接收到的路由鍵查找匹配的隊列。
- 如果找到,將消息存入對應的隊列,如果沒有找到,會根據生產者的配置丟棄或者退回給生產者。
- 關閉信道,關閉連接。
8.消費者接收消息的過程是怎樣的?
Producer
先連接到Broker
,建立連接Connection,
開啟一個信道(Channel
)。- 向
Broker
請求消費響應的隊列中的消息,可能會設置響應的回調函數。 - 等待
Broker
回應并投遞相應隊列中的消息,接收消息。 - 消費者確認收到的消息,
ack
。 RabbitMQ
從隊列中刪除已經確定的消息。- 關閉信道,關閉連接。
9.交換機無法根據自身類型和路由鍵找到符合條件隊列時,有哪些處理方法?
- mandatory :true 返回消息給生產者。
- mandatory : false 直接丟棄。
10.什么是死信隊列?導致死信的原因有哪些?
死信,DLX,全稱為 Dead-Letter-Exchange
,死信交換器,死信郵箱。顧名思義就是無法被消費的消息,一般來說,producer 將消息投遞到 broker 或者直接到 queue 里了,consumer 從 queue 取出消息進行消費,但某些時候由于特定的原因導致 queue 中的某些消息無法被消費,這樣的消息如果沒有后續(xù)的處理,就變成了死信,有死信自然就有了死信隊列。
- 消息 TTL 過期
- 隊列達到最大長度 (隊列滿了,無法再添加數據到 mq 中)
- 消息被拒絕 (basic.reject 或 basic.nack) 并且 requeue=false.
11.什么是延遲隊列?使用場景有哪些?
存儲對應的延遲消息,指當消息被發(fā)送以后,并不想讓消費者立刻拿到消息,而是等待特定時間后,消費者才能拿到這個消息進行消費。
- 訂單在十分鐘之內未支付則自動取消。
- 新創(chuàng)建的店鋪,如果在十天內都沒有上傳過商品,則自動發(fā)送消息提醒。
- 用戶注冊成功后,如果三天內沒有登陸則進行短信提醒。
- 用戶發(fā)起退款,如果三天內沒有得到處理則通知相關運營人員。
- 預定會議后,需要在預定的時間點前十分鐘通知各個與會人員參加會議
12.什么是優(yōu)先級隊列?
- 優(yōu)先級高的隊列會先被消費。
- 可以通過
x-max-priority
參數來實現(xiàn)。 - 當消費速度大于生產速度且Broker沒有堆積的情況下,優(yōu)先級顯得沒有意義。
13.RabbitMQ中的事務機制?
RabbitMQ 客戶端中與事務機制相關的方法有三個:
channel.txSelect
用于將當前的信道設置成事務模式。
channel.txCommit
用于提交事務 。
channel.txRollback
用于事務回滾,如果在事務提交執(zhí)行之前由于 RabbitMQ 異常崩潰或者其他原因拋出異常,通過txRollback來回滾。
14.RabbitMQ中的發(fā)送確認機制?
生產者將信道設置成 confirm 模式,一旦信道進入 confirm 模式, 所有在該信道上面發(fā)布的消息都將會被指派一個唯一的 ID(從 1 開始),一旦消息被投遞到所有匹配的隊列之后,broker就會發(fā)送一個確認給生產者(包含消息的唯一 ID),這就使得生產者知道消息已經正確到達目的隊列了。
confirm 模式最大的好處在于他是異步的,一旦發(fā)布一條消息,生產者應用程序就可以在等信道返回確認的同時繼續(xù)發(fā)送下一條消息,當消息最終得到確認之后,生產者應用便可以通過回調方法來處理該確認消息,如果 RabbitMQ 因為自身內部錯誤導致消息丟失,就會發(fā)送一條 nack 消息,生產者應用程序同樣可以在回調方法中處理該 nack 消息。
15.如何保證RabbitMQ消息隊列的高可用?
RabbitMQ 有三種模式:單機模式,普通集群模式,鏡像集群模式。
單機模式:就是demo級別的,一般就是你本地啟動了玩玩兒的,沒人生產用單機模式
普通集群模式:意思就是在多臺機器上啟動多個RabbitMQ實例,每個機器啟動一個。
鏡像集群模式:這種模式,才是所謂的RabbitMQ的高可用模式,跟普通集群模式不一樣的是,你創(chuàng)建的queue,無論元數據(元數據指RabbitMQ的配置數據)還是queue里的消息都會存在于多個實例上,然后每次你寫消息到queue的時候,都會自動把消息到多個實例的queue里進行消息同步。
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