RabbitMQ - RabbitMQ的确认机制 及 Java实现

什么是RabbitMQ确认机制 (即Publisher Acknowledgements)

使用标准的AMQP 0-9-1，保证消息不丢失的唯一方式即为使用事务 – 将channel设置为事务的，发布消息，然后提交。这种情况下，重量级的事务会将吞吐量降低到原来的1/250。使用确认机制即可拯救这种情形。
为开启确认，客户端需要发送confirm.select方法。取决于no-wait是否被设置，Broker将返回confirm.select-ok。

根据AMQP规范，如果设置了no-wait，服务器将不会响应方法，客户端也不应等待回复。如果服务器无法完成方法，将抛出channel或连接异常

如果channel上调用了confirm.select方法，则这个channel处于confirm模式下。开启事务的channel不可以处于确认模式，反之亦然。
一旦channel处于confirm模式，broker和客户端都会对消息计数（第一个confirm.select后从1开始）。broker在处理消息后，通过在同一个channel中发送basic.ack来确认消息。basic.ack的delivery-tag域包含了此次确认的消息的序列号。broker也可以设置basic.ack中的multiple域，表明到这个序列号为止的消息（包含此序列号）都已经被处理。

Java中发送confirm.select的方法是channel.confirmSelect()，等待ack返回的方法是：channel.waitForConfirmsOrDie();

Negative Acknowledgment （nack）

异常情况下，如果broker无法成功处理消息，则不会返回basic.ack，而将返回basic.nack。这时，basic.nack里面各个域的含义和对应的basic.ack是一样的，除了requeue域需要被忽略。通过nack一条或多条消息，broker表明它无法处理消息，并且拒绝承担相应的处理责任；此时，客户端可以选择重发这些消息。
在channel被设置成confirm模式之后，接下来所有被发布的消息都会被确认或者nack一次。但是一条消息多久之后被确认是没有保证的。不会有消息被同时确认和nack。
只有在负责queue的Erlang进程发生内部错误发生时，basic.nack才会被分发出来。

注：根据AMQP规范
ack的域：ack(delivery-tag delivery-tag, bit multiple)，
nack的域：nack(delivery-tag delivery-tag, bit multiple, bit requeue)。

消息何时被确认?

对于无法路由的消息，在exchange确认消息无法被路由到任何queue时（即返回空的queue列表时）， broker会发送一条confirm。如果发送消息时指定了mandatory，在basic.ack之前，basic.return会先被发送到客户端。basic.nack（即negative acknowledgements）也是一样的。
对于可被路由的消息，在消息被所有适合的queue接收后，basic.ack会被返回。对于路由到持久化队列（durable queues）中的持久化消息，接收意味着持久化到硬盘；对于镜像队列（mirrored queues），接收意味着所有镜像都已经接收了消息。

持久化消息的Ack 时延

持久化消息被路由到持久化队列时，只有在消息被持久化到硬盘之后，basic.ack才会被返回。为了降低fsync(2)的调用次数，在queue空闲时，或者每隔一段特定时间（数百毫秒），RabbitMQ才会将消息批量存储到硬盘。这意味着，在恒定负载下，basic.ack的延时会达到数百毫秒。为了提高吞吐量，强烈建议各应用使用异步处理ack（当做stream）；或者批量发布消息，然后等待响应。各个客户端库里面，实现这种方法的具体API各有不同。

确认与消息的保证送达

在消息被写入disk前，如果broker挂了，则持久化消息会被丢失。在特定情况下，这会导致broker的异常表现。
例如，考虑如下情景（不开启confirm mode时）：

1. 某客户端发布一条持久化消息到持久化queue中
2. 某另一个客户端消费了queue中的这条消息（注意，消息和queue都是持久化的），但是还没有发送ack。
3. broker挂掉然后重启了
4. 消费客户端重新连接，并开始消费消息。

此时，消费客户端认为这条消息会被（broker）再次分发。但事实并非如此：（在批量将消息写入disk前）重启导致broker丢失了消息。为了保证持久化，客户端应该使用确认机制。如果发送端的channel设置为确认模式，那么发送端就不会收到被丢失消息对应的ack（因为消息还没有被写入disk，ack不会被发送）。

Delivery Tag的最大值

confirm ack的delivery tag是个64位的long值，因此最大值为9223372036854775807。

使用Java客户端实现Confirm Mode

/** * @Title: ConfirmDontLoseMessages.java * @Package com.example.rabbitmq.confirmmode * @Description: java实现Confirm Mode* @author LIUYUEFENG559 * @date 2016年10月20日 上午10:41:53 * @version V1.0*/package com.example.rabbitmq.confirmmode;import java.io.IOException;import java.util.concurrent.CountDownLatch;import com.rabbitmq.client.AMQP.BasicProperties;import com.rabbitmq.client.Channel;import com.rabbitmq.client.Connection;import com.rabbitmq.client.ConnectionFactory;import com.rabbitmq.client.DefaultConsumer;import com.rabbitmq.client.Envelope;import com.rabbitmq.client.MessageProperties;import com.rabbitmq.client.QueueingConsumer;public class ConfirmDontLoseMessages {    private final static int msgCount = 10000; // 默认发送10000条消息    private final static String QUEUE_NAME = "confirm-test2"; // 队列名称    private static ConnectionFactory connectionFactory;    public static void main(String[] args)            throws IOException, InterruptedException {        connectionFactory = new ConnectionFactory();        connectionFactory.setHost("10.59.79.37");        connectionFactory.setUsername("admin");        connectionFactory.setPassword("admin");        connectionFactory.setPort(5672);        Thread consumerThread = new Thread(new Consumer());        Thread publisherThread = new Thread(new Publisher());        // 开启消费者线程        consumerThread.start();        // 开启生产者线程        publisherThread.start();    }    // 消息发布者    @SuppressWarnings("ThrowablePrintedToSystemOut")    static class Publisher implements Runnable {        public void run() {            try {                long startTime = System.currentTimeMillis();                // 连接并非线程安全的，所以要每线程一个连接                Connection conn = connectionFactory.newConnection();                Channel ch = conn.createChannel();                // 创建一个持久化的，非独享，不自动删除的队列                ch.queueDeclare(QUEUE_NAME, true, false, false, null);                // 开启通道上的 publisher acknowledgements                ch.confirmSelect();                // 发送持久化消息，消息内容为helloWorld                for (long i = 0; i < msgCount; ++i) {                    ch.basicPublish("", QUEUE_NAME,                            MessageProperties.PERSISTENT_BASIC,                            "helloWorld".getBytes());                }                // 等待所有消息都被ack或者nack，如果某个消息被nack，则抛出IOException                ch.waitForConfirmsOrDie();                long endTime = System.currentTimeMillis();                System.out.printf("Test took %.3fs\n",                        (float) (endTime - startTime) / 1000);                // 删除队列，不论是否在使用中                ch.queueDelete(QUEUE_NAME);                ch.close();                conn.close();            } catch (Throwable e) {                System.out.println("damn fuck! error detected :(");                System.out.print(e);            }        }    }    // 消息消费者    static class Consumer implements Runnable {        public void run() {            try {                // 每线程一个连接                Connection conn = connectionFactory.newConnection();                Channel ch = conn.createChannel();                ch.queueDeclare(QUEUE_NAME, true, false, false, null);                // 创建消息消费者                QueueingConsumer qc = new QueueingConsumer(ch);                ch.basicConsume(QUEUE_NAME, true, qc);                for (int i = 0; i < msgCount; ++i) {                    qc.nextDelivery();                }                // 关闭通道和连接                System.out.println("consumer done");                ch.close();                conn.close();            } catch (Throwable e) {                System.out.println("damn fuck! some error happened!");                System.out.print(e);            }        }    }}

参考：

https://www.rabbitmq.com/amqp-0-9-1-reference.html
https://www.rabbitmq.com/confirms.html
http://hg.rabbitmq.com/rabbitmq-java-client/file/default/test/src/com/rabbitmq/examples/ConfirmDontLoseMessages.java