RabbitMQ系列（四）RabbitMQ事務和Confirm發送方消息確認——深入解讀

RabbitMQ事務和Confirm發送方消息確認——深入解讀

RabbitMQ系列文章

1. RabbitMQ在Ubuntu上的環境搭建
2. 深入了解RabbitMQ工作原理及簡單使用
3. RabbitMQ交換器Exchange介紹與實踐
4. RabbitMQ事務和Confirm發送方消息確認——深入解讀
5. 使用Docker部署RabbitMQ集群
6. 你不知道的RabbitMQ集群架構全解

引言

根據前面的知識（深入了解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，如果要保證消息的可靠性，需要對消息進行持久化處理，然而消息持久化除了需要代碼的設置之外，還有一個重要步驟是至關重要的，那就是保證你的消息順利進入Broker（代理服務器），如圖所示：

正常情況下，如果消息經過交換器進入隊列就可以完成消息的持久化，但如果消息在沒有到達broker之前出現意外，那就造成消息丟失，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. 使用發送者確認模式實現；

一、事務使用

事務的實現主要是對信道（Channel）的設置，主要的方法有三個：

1. channel.txSelect()聲明啟動事務模式；

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（事務擴展模塊）的縮寫，如果有准確的解釋歡迎在博客下留言。

我們來看具體的代碼實現：

// 創建連接
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();
// 創建信道
Channel channel = conn.createChannel();
// 聲明隊列
channel.queueDeclare(_queueName, true, false, false, null);
String message = String.format("時間 => %s", new Date().getTime());
try {
	channel.txSelect(); // 聲明事務
	// 發送消息
	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();
}

注意：用戶需把config.xx配置成自己Rabbit的信息。

從上面的代碼我們可以看出，在發送消息之前的代碼和之前介紹的都是一樣的，只是在發送消息之前，需要聲明channel為事務模式，提交或者回滾事務即可。

了解了事務的實現之后，那么事務究竟是怎么執行的，讓我們來使用wireshark抓個包看看，如圖所示：

輸入ip.addr==rabbitip && amqp查看客戶端和rabbit之間的通訊，可以看到交互流程：

• 客戶端發送給服務器Tx.Select(開啟事務模式)
• 服務器端返回Tx.Select-Ok（開啟事務模式ok）
• 推送消息
• 客戶端發送給事務提交Tx.Commit
• 服務器端返回Tx.Commit-Ok

以上就完成了事務的交互流程，如果其中任意一個環節出現問題，就會拋出IoException移除，這樣用戶就可以攔截異常進行事務回滾，或決定要不要重復消息。

那么，既然已經有事務了，沒什么還要使用發送方確認模式呢，原因是因為事務的性能是非常差的。事務性能測試：

事務模式，結果如下：

• 事務模式，發送1w條數據，執行花費時間：14197s
• 事務模式，發送1w條數據，執行花費時間：13597s
• 事務模式，發送1w條數據，執行花費時間：14216s

非事務模式，結果如下：

• 非事務模式，發送1w條數據，執行花費時間：101s
• 非事務模式，發送1w條數據，執行花費時間：77s
• 非事務模式，發送1w條數據，執行花費時間：106s

從上面可以看出，非事務模式的性能是事務模式的性能高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，事務模式的性能要差很多，那有沒有既能保證消息的可靠性又能兼顧性能的解決方案呢？那就是接下來要講的Confirm發送方確認模式。

擴展知識

我們知道，消費者可以使用消息自動或手動發送來確認消費消息，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消息，完全用不到事務的），會發生什么呢？

消費者模式使用事務

假設消費者模式中使用了事務，並且在消息確認之后進行了事務回滾，那么RabbitMQ會產生什么樣的變化？

結果分為兩種情況：

1. autoAck=false手動應對的時候是支持事務的，也就是說即使你已經手動確認了消息已經收到了，但在確認消息會等事務的返回解決之后，在做決定是確認消息還是重新放回隊列，如果你手動確認現在之后，又回滾了事務，那么已事務回滾為主，此條消息會重新放回隊列；
2. autoAck=true如果自定確認為true的情況是不支持事務的，也就是說你即使在收到消息之后在回滾事務也是於事無補的，隊列已經把消息移除了；

二、Confirm發送方確認模式

Confirm發送方確認模式使用和事務類似，也是通過設置Channel進行發送方確認的。

Confirm的三種實現方式：

方式一：channel.waitForConfirms()普通發送方確認模式；

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

方式三：channel.addConfirmListener()異步監聽發送方確認模式；

方式一：普通Confirm模式

// 創建連接
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();
// 創建信道
Channel channel = conn.createChannel();
// 聲明隊列
channel.queueDeclare(config.QueueName, false, false, false, null);
// 開啟發送方確認模式
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("消息發送成功" );
}

看代碼可以知道，我們只需要在推送消息之前，channel.confirmSelect()聲明開啟發送方確認模式，再使用channel.waitForConfirms()等待消息被服務器確認即可。

方式二：批量Confirm模式

// 創建連接
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();
// 創建信道
Channel channel = conn.createChannel();
// 聲明隊列
channel.queueDeclare(config.QueueName, false, false, false, null);
// 開啟發送方確認模式
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(); //直到所有信息都發布，只要有一個未確認就會IOException
System.out.println("全部執行完成");

以上代碼可以看出來channel.waitForConfirmsOrDie()，使用同步方式等所有的消息發送之后才會執行后面代碼，只要有一個消息未被確認就會拋出IOException異常。

方式三：異步Confirm模式

// 創建連接
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();
// 創建信道
Channel channel = conn.createChannel();
// 聲明隊列
channel.queueDeclare(config.QueueName, false, false, false, null);
// 開啟發送方確認模式
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"));
}
//異步監聽確認和未確認的消息
channel.addConfirmListener(new ConfirmListener() {
	@Override
	public void handleNack(long deliveryTag, boolean multiple) throws IOException {
		System.out.println("未確認消息，標識：" + deliveryTag);
	}
	@Override
	public void handleAck(long deliveryTag, boolean multiple) throws IOException {
		System.out.println(String.format("已確認消息，標識：%d，多個消息：%b", deliveryTag, multiple));
	}
});

異步模式的優點，就是執行效率高，不需要等待消息執行完，只需要監聽消息即可，以上異步返回的信息如下：

可以看出，代碼是異步執行的，消息確認有可能是批量確認的，是否批量確認在於返回的multiple的參數，此參數為bool值，如果true表示批量執行了deliveryTag這個值以前的所有消息，如果為false的話表示單條確認。

Confirm性能測試

測試前提：與事務一樣，我們發送1w條消息。

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異步監聽方式

• 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異步模式性能相差不大，Confirm模式要比事務快10倍左右。