RabbitMQ如何通過持久化保證消息99.99%不丟失？

1. 本篇概要

要解決該問題，就要用到RabbitMQ中持久化的概念，所謂持久化，就是RabbitMQ會將內存中的數據(Exchange 交換器，Queue 隊列，Message 消息)固化到磁盤，以防異常情況發生時，數據丟失。

其中，RabblitMQ的持久化分為三個部分：

1. 交換器(Exchange)的持久化
2. 隊列(Queue)的持久化
3. 消息(Message)的持久化

2. 交換器(Exchange)的持久化

在上篇博客中，我們聲明Exchange的代碼是這樣的：

private final static String EXCHANGE_NAME = "normal-confirm-exchange";

// 創建一個Exchange
channel.exchangeDeclare(EXCHANGE_NAME, "direct");

這種情況下聲明的Exchange是非持久化的，在RabbitMQ出現異常情況（重啟，宕機）時，該Exchange會丟失，會影響后續的消息寫入該Exchange，那么如何設置Exchange為持久化的呢？答案是設置durable參數。

durable：設置是否持久化。durable設置為true表示持久化，反之是非持久化。

持久化可以將交換器存盤，在服務器重啟的時候不會丟失相關信息。

設置Exchange持久化：

channel.exchangeDeclare(EXCHANGE_NAME, "direct", true);

此時調用的重載方法為：

public DeclareOk exchangeDeclare(String exchange, String type, boolean durable) throws IOException {
    return this.exchangeDeclare(exchange, (String)type, durable, false, (Map)null);
}

為了能更好的理解，我們新建個生產類如下：

package com.zwwhnly.springbootaction.rabbitmq.durable;

import com.rabbitmq.client.Channel;
import com.rabbitmq.client.Connection;
import com.rabbitmq.client.ConnectionFactory;

import java.io.IOException;
import java.util.concurrent.TimeoutException;

public class DurableProducer {
    private final static String EXCHANGE_NAME = "durable-exchange";
    private final static String QUEUE_NAME = "durable-queue";

    public static void main(String[] args) throws IOException, TimeoutException {
        // 創建連接
        ConnectionFactory factory = new ConnectionFactory();
        // 設置 RabbitMQ 的主機名
        factory.setHost("localhost");
        // 創建一個連接
        Connection connection = factory.newConnection();
        // 創建一個通道
        Channel channel = connection.createChannel();
        // 創建一個Exchange
        channel.exchangeDeclare(EXCHANGE_NAME, "direct");
        channel.queueDeclare(QUEUE_NAME, false, false, false, null);
        channel.queueBind(QUEUE_NAME, EXCHANGE_NAME, "");

        // 發送消息
        String message = "durable exchange test";
        channel.basicPublish(EXCHANGE_NAME, "", null, message.getBytes());

        // 關閉頻道和連接
        channel.close();
        connection.close();
    }
}

示例代碼中，我們新建了1個非持久化的Exchange，1個非持久化的Queue，并將它們做了綁定，此時運行代碼，Exchange和Queue新建成功，消息‘durable exchange test’也被正確地投遞到了隊列中：

此時重啟下RabbitMQ服務，會發現Exchange丟失了：

修改下代碼,將durable參數設置為ture：

// 創建一個Exchange
channel.exchangeDeclare(EXCHANGE_NAME, "direct", true);

此時運行完代碼，然后重啟下RabbitMQ服務，會發現Exchange不再丟失：

3. 隊列(Queue)的持久化

細心的網友可能會發現，雖然現在重啟RabbitMQ服務后，Exchange不丟失了，但是隊列和消息丟失了，那么如何解決隊列不丟失呢？答案也是設置durable參數。

durable：設置是否持久化。為true則設置隊列為持久化。

持久化的隊列會存盤，在服務器重啟的時候可以保證不丟失相關信息。

簡單修改下上面聲明Queue的代碼，將durable參數設置為true：

channel.queueDeclare(QUEUE_NAME, true, false, false, null);

此時調用的重載方法如下：

public com.rabbitmq.client.impl.AMQImpl.Queue.DeclareOk queueDeclare(String queue, boolean durable, boolean exclusive, boolean autoDelete, Map<String, Object> arguments) throws IOException {
    validateQueueNameLength(queue);
    return (com.rabbitmq.client.impl.AMQImpl.Queue.DeclareOk)this.exnWrappingRpc((new com.rabbitmq.client.AMQP.Queue.Declare.Builder()).queue(queue).durable(durable).exclusive(exclusive).autoDelete(autoDelete).arguments(arguments).build()).getMethod();
}

運行代碼，然后重啟RabbitMQ服務，會發現隊列現在不丟失了：

4. 消息(Message)的持久化

雖然現在RabbitMQ重啟后，Exchange和Queue都不丟失了，但是存儲在Queue里的消息卻仍然會丟失，那么如何保證消息不丟失呢？答案是設置消息的投遞模式為2，即代表持久化。

修改發送消息的代碼為：

// 發送消息
String message = "durable exchange test";
AMQP.BasicProperties props = new AMQP.BasicProperties().builder().deliveryMode(2).build();
channel.basicPublish(EXCHANGE_NAME, "", props, message.getBytes());

調用的重載方法為：

public void basicPublish(String exchange, String routingKey, BasicProperties props, byte[] body) throws IOException {
    this.basicPublish(exchange, routingKey, false, props, body);
}

運行代碼，然后重啟RabbitMQ服務，發現此時Exchange，Queue，消息都不丟失了：

至此，我們完美的解決了RabbitMQ重啟后，消息丟失的問題。

最終的代碼如下，你也可以通過文末的源碼鏈接下載本文用到的所有源碼：

package com.zwwhnly.springbootaction.rabbitmq.durable;

import com.rabbitmq.client.AMQP;
import com.rabbitmq.client.Channel;
import com.rabbitmq.client.Connection;
import com.rabbitmq.client.ConnectionFactory;

import java.io.IOException;
import java.util.concurrent.TimeoutException;

public class DurableProducer {
    private final static String EXCHANGE_NAME = "durable-exchange";
    private final static String QUEUE_NAME = "durable-queue";

    public static void main(String[] args) throws IOException, TimeoutException {
        // 創建連接
        ConnectionFactory factory = new ConnectionFactory();
        // 設置 RabbitMQ 的主機名
        factory.setHost("localhost");
        // 創建一個連接
        Connection connection = factory.newConnection();
        // 創建一個通道
        Channel channel = connection.createChannel();
        // 創建一個Exchange
        channel.exchangeDeclare(EXCHANGE_NAME, "direct", true);
        channel.queueDeclare(QUEUE_NAME, true, false, false, null);
        channel.queueBind(QUEUE_NAME, EXCHANGE_NAME, "");

        // 發送消息
        String message = "durable exchange test";
        AMQP.BasicProperties props = new AMQP.BasicProperties().builder().deliveryMode(2).build();
        channel.basicPublish(EXCHANGE_NAME, "", props, message.getBytes());

        // 關閉頻道和連接
        channel.close();
        connection.close();
    }
}

5. 注意事項

1)理論上可以將所有的消息都設置為持久化，但是這樣會嚴重影響RabbitMQ的性能。因為寫入磁盤的速度比寫入內存的速度慢得不止一點點。對于可靠性不是那么高的消息可以不采用持久化處理以提高整體的吞吐量。在選擇是否要將消息持久化時，需要在可靠性和吞吐量之間做一個權衡。

2)將交換器、隊列、消息都設置了持久化之后仍然不能百分之百保證數據不丟失，因為當持久化的消息正確存入RabbitMQ之后，還需要一段時間（雖然很短，但是不可忽視）才能存入磁盤之中。如果在這段時間內RabbitMQ服務節點發生了宕機、重啟等異常情況，消息還沒來得及落盤，那么這些消息將會丟失。

3)單單只設置隊列持久化，重啟之后消息會丟失；單單只設置消息的持久化，重啟之后隊列消失，繼而消息也丟失。單單設置消息持久化而不設置隊列的持久化顯得毫無意義。

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