RabbitMQ 发布订阅持久化及持久化方式

RabbitMQ是一种重要的消息队列中间件，在生产环境中，稳定是第一考虑。RabbitMQ厂家也深知开发者的声音，稳定、可靠是第一考虑，为了消息传输的可靠性传输，RabbitMQ提供了多种途径的消息持久化保证：Exchange持久化、Queue持久化及Message的持久化等。以保证RabbitMQ在重启或Crash等异常情况下，消息不会丢失。RabbitMQ提供了简单的参数配置来实现持久化操作。

简单说明一下各种持久化方式：(描述代码采用的是RabbitMQ.Client  SDK,  C#代码)

Queue持久化：队列是我们使用RabbitMQ进行数据传输的最多使用的方式，是进行点对点消息传递使用最多的方式。队列的持久化是通过durable=true 来实现。

var connFactory = new ConnectionFactory();
Conn = connFactory.CreateConnection();
Model = Conn.CreateModel();
Model.QueueDeclare(q, false, false, false, null);　　

 

其中，QueueDeclare的定义：

/// <summary>(Spec method) Declare a queue.</summary>
        [AmqpMethodDoNotImplement(null)]
        QueueDeclareOk QueueDeclare(string queue, bool durable, bool exclusive,
            bool autoDelete, IDictionary<string, object> arguments);　　

 

参数说明：queue:队列名称。durable：设置是否执行持久化。如果设置为true，即durable=true，持久化实现的重要参数。

exclusive：指示队列是否是排他性。如果一个队列被声明为排他队列，该队列仅对首次申明它的连接可见，并在连接断开时自动删除。需要注意：1. 排他队列是基于连接可见的，同一连接的不同信道Channel是可以同时访问同一连接创建的排他队列；2.“首次”，如果一个连接已经声明了一个排他队列，其他连接是不允许建立同名的排他队列的，这个与普通队列不同；3.即使该队列是持久化的，一旦连接关闭或者客户端退出，该排他队列都会被自动删除的，这种队列适用于一个客户端发送读取消息的应用场景。

autoDelete:是否自动删除。如果该队列没有任何订阅的消费者的话，该队列会被自动删除。这种队列适用于发布订阅方式创建的临时队列。

 

消息的持久化：如果将一个队列设置为持久化，那么会创建一个持久化的队列，但并不意味着队列中的消息也会持久化存储。因此如果要保证消息在RabbitMQ出现异常时不会丢失，需要设定消息的持久化。

简要说明一下消息持久化和队列持久化的联系：

队列设置为持久化，那么在RabbitMQ重启之后，持久化的队列也会存在，并会保持和重启前一致的队列参数。

消息设置为持久化，在RabbitMQ重启之后，持久化的消息也会存在。

那么就会出现一些矛盾的地方：

1、因为消息必须依附于队列存在才有意义，那么如果队列设置为非持久化，而消息设置为持久化。在RabbitMQ重启之后，持久化的消息是否还存在呢？因为非持久化的队列可能并不存在。

2、如果设置消息持久化为true，但队列设置成排他性队列，那么在RabbitMQ重启之后，消息是否仍然存在。请自行查找分析，下次分析该问题。

 1              var sf = new ConnectionFactory();
 2             using (IConnection conn = cf.CreateConnection())
 3             {
 4                 IModel ch = conn.CreateModel();

                   Model = Conn.CreateModel();
                   Model.QueueDeclare(queueName, true, false, false, null);　

string message = "Hello C# SSL Client World"; 11 byte[] msgBytes = System.Text.Encoding.UTF8.GetBytes(message);
                   //发送消息
12                 ch.BasicPublish("", queueName, null, msgBytes);
13 
14                 bool noAck = false;
15                 BasicGetResult result = ch.BasicGet(qName, noAck);
16                 byte[] body = result.Body;
17                 string resultMessage = System.Text.Encoding.UTF8.GetString(body);
18 
19                 Assert.AreEqual(message, resultMessage);
20             }

通过RabbitMQ SDK发送消息至MQ非常简单，通过BasicPublish即可。

 BasicPublish 的定义：

1   /// <summary>
2         /// (Spec method) Convenience overload of BasicPublish.
3         /// </summary>
4         /// <remarks>
5         /// The publication occurs with mandatory=false
6         /// </remarks>
7         [AmqpMethodDoNotImplement(null)]
8         void BasicPublish(string exchange, string routingKey, IBasicProperties basicProperties, byte[] body);

设置消息持久化，需要设置basicProperties的DeliveryMode=2 (Non-persistent (1) or persistent (2)).

设置了队列和消息持久化后，当服务重启之后，消息仍然存在。只设置队列持久化，不设置消息持久化，重启之后消息会丢失；只设置消息持久化，不设置队列持久化，在服务重启后，队列会消失，从而依附于队列的消息也会丢失。只设置消息持久化而不设置队列的持久化，毫无意义。

 

Exchange持久化：

为了实现一对多的消息发送，我们一般会采用发布订阅模式，通过一个发送端、多个订阅端来实现消息的分发。

发布订阅模式存在一些问题：

1、如果消费者由于网络或其他原因，与RabbitMQ的连接断开，那么RabbitMQ会自动将与其对应的队列删除，当消息程序重新连接以后，无法获取断开前未来得及消费的消息。

2、如果RabbitMQ出现故障或Crash，那么在RabbitMQ  服务重启之后，消费端未及时消费的消息也会丢失，并且如果Exchange 不设置成持久化，那么在MQ服务重启之后，Exchange也不会存在。

1   /// <summary>(Spec method) Declare an exchange.</summary>
2         /// <remarks>
3         /// The exchange is declared non-passive and non-internal.
4         /// The "nowait" option is not exercised.
5         /// </remarks>
6         [AmqpMethodDoNotImplement(null)]
7         void ExchangeDeclare(string exchange, string type, bool durable, bool autoDelete,
8             IDictionary<string, object> arguments);

参数说明：exchange：RabbitMQ中定义的Exchange名称，type：类型，包含fanout、topic、direct、headers，durable：持久化设置。设置成true，就可以设定exchange持久化存储，autodelete：是否自动删除。

exchange是实现发布订阅的基础，其类型包含fanout、headers、direct、、topic。我们本次仅讨论类型为topic。

发布订阅模式执行消息发送的流程：

 

总结：

RabbitMQ要实现发布订阅持久化，按照消息的传输流程，可以分成三类：

Exchange 持久化：如果不设定Exchange持久化，那么在RabbitMQ由于某些异常等原因重启之后，Exchange会丢失。Exchange丢失， 会影响发送端发送消息到RabbitMQ。

Queue持久化：发送端将消息发送至Exchange，Exchange将消息转发至关联的Queue。如果Queue不设置持久化，那么在RabbitMQ重启之后，Queue信息会丢失。导致消息发送至Exchange，但Exchange不知道需要将该消息发送至哪些具体的队列。

Message持久化：发送端将消息发送至Exchange，Exchange将消息转发至关联的Queue，消息存储于具体的Queue中。如果RabbitMQ重启之后，由于Message未设置持久化，那么消息会在重启之后丢失。

为了保证发布订阅的持久化，必须设置Exchange、Queue、Message的持久化，才可以保证消息最终不会丢失。

虽然持久化会造成性能损耗，但为了生产环境的数据一致性，这是我们必须做出的选择。但我们可以通过设置消息过期时间、降低发送消息大小等其他方式来尽可能的降低MQ性能的降低。

扩展阅读：

1、Exchange type：topic、fanout、direct、headers的不同。

2、消息的确认机制。

3、将Exchange、Queue、Message都设置持久化，能保证消息100%会被成功消费吗？

答案肯定是否，天下没有绝对的事情，尤其是复杂的MQ。

原因简单介绍，一、如果消息的自动确认为true，那么在消息被接收以后，RabbitMQ就会删除该消息，假如消费端此时宕机，那么消息就会丢失。因此需要将消息设置为手动确认。

二、设置手动确认会出现另一个问题，如果消息已被成功处理，但在消息确认过程中出现问题，那么在消费端重启后，消息会重新被消费。

三、发送端为了保证消息会成功投递，一般会设定重试。如果消息发送至RabbitMQ之后，在RabbitMQ回复已成功接收消息过程中出现异常，那么发送端会重新发送该消息，从而造成消息重复发送。

四、RabbitMQ的消息磁盘写入，如果出现问题，也会造成消息丢失。

五、。。。。。

 

下期热点问题：

1、Exchange type的不同

2、消息的确认与拒绝机制

3、优先级机制

 

RabbitMQ发布订阅持久化方式：Exchange、Queue、Message持久化，队列设定手动确认、AutoDelete=false。可以最大程度的保证消息不丢失。

附RabbitMQ发布订阅持久化具体实现方式，参考代码：

 

 1 MQ SDK新增接口：
 2 IMQSession新增方法：
 3 /// <summary>
 4         /// 创建消息消费者
 5         /// </summary>
 6         /// <param name="topicName">主题名称</param> 
 7         /// <param name="customTopicQueueName">自定义Topic关联队列名称</param>
 8         /// <param name="isPersistence">是否持久化</param>
 9         /// <returns>消息消费者</returns>
10         IMessageConsumer CreateTopicConsumer(string topicName, string customTopicQueueName, bool isPersistence = false);
11 调用方式：消费端需要明确指定需要消费的发布订阅关联队列。例如配置中心热部署，每个配置中心实例都需要指定唯一的关联队列名。
12 这样就可以和正常的MAC队列消费一样，消费指定队列消息。
13 
14 实现方式，四个步骤：
15 1.创建持久化Topic(即持久化Exchange)：
16   var service = MQServiceProvider.GetDefaultMQService();
17             var messageText = "abc";
18             ///创建Topic
19             using (var connection = service.CreateConnection())
20             {
21                 var session = connection.CreateSession(MessageAckMode.IndividualAcknowledge);
22                 var messageCreator = service.GetMessageCreator();
23                 var message = messageCreator.CreateMessage(messageText);
24                 message.IsPersistent = true;
25                 var producer = session.CreateProducer();
26                 var topic = session.DeclareTopic(topicName, true);
27             }
28 2.定义消费者Consumer：
29 List<string> queueList = new List<string>() {
30                 "guozhiqi1",
31                 "guozhiqi2",
32                 "guozhiqi3",
33                 "guozhiqi4",
34                 "guozhiqi5",
35                 "guozhiqi6",
36                 "guozhiqi7",
37                 "guozhiqi8",
38                 "guozhiqi9",
39             };
40             //var service = MQServiceProvider.GetDefaultMQService();
41             //var messageText = "abc" + DateTime.Now.ToShortTimeString();
42             //定义消费者
43             using (var connection1 = service.CreateConnection())
44             {
45                 var session1 = connection1.CreateSession(MessageAckMode.IndividualAcknowledge);
46                 foreach (var item in queueList)
47                 {
48                     session1.DeclareQueue(item, true);
49                     var consumer = session1.CreateTopicConsumer(topicName, item, true);
50                 }
51             }
52 3.发送消息到Topic
53  //发送消息
54             for (int i = 0; i <= 100; i++)
55             {
56                 using (var connection = service.CreateConnection())
57                 {
58                     var session = connection.CreateSession(MessageAckMode.IndividualAcknowledge);
59                     var messageCreator = service.GetMessageCreator();
60                     var message = messageCreator.CreateMessage(messageText);
61                     message.IsPersistent = true;//设置持久化
62                    message.TimeToLive = TimeSpan.FromSeconds(30);//设置过期时间
63                     var producer = session.CreateProducer();
64                     var topic = session.DeclareTopic(topicName, true);
65                     producer.Send(message, topic);
66                 }
67             }
68 4.从队列接收消息
69 Parallel.ForEach(queueList, (item) =>
70             {
71                 while (true)
72                 {
73                     //接收消息
74                     using (var connection1 = service.CreateConnection())
75                     {
76                         var session1 = connection1.CreateSession(MessageAckMode.IndividualAcknowledge);
77 
78                         session1.DeclareQueue(item, true);
79                         var consumer = session1.CreateTopicConsumer(topicName, item, true);
80                         var topic = session1.DeclareTopic(topicName, true);
81                         var receivedmessage = consumer.Receive(topic);
82                         var textMessage = receivedmessage as ITextMessage;
83 
84                         Assert.AreEqual(messageText, textMessage.Body);
85                         consumer.Acknowledge(receivedmessage);
86                     }
87                 }
88 
89             });

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