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消息队列

应用场景

• 应用解耦，比如，用户下单后，订单系统需要通知库存系统，假如库存系统无法访问，则订单减库存将失败，从而导致订单失败。订单系统与库存系统耦合，这个时候如果使用消息队列，可以返回给用户成功，先把消息持久化，等库存系统恢复后，就可以正常消费减去库存了。
• 削峰填谷，比如，秒杀活动，一般会因为流量过大，从而导致流量暴增，应用挂掉，这个时候加上消息队列，服务器接收到用户的请求后，首先写入消息队列，假如消息队列长度超过最大数量，则直接抛弃用户请求或跳转到错误页面。
• 日志系统，比如，客户端负责将日志采集，然后定时写入消息队列，消息队列再统一将日志数据存储和转发。

1.Kafaka、RabbitMQ、RocketMQ之间的区别是什么？

• 性能：消息中间件的性能主要衡量吞吐量
  • RabbitMQ单机QPS在万级别
  • Kafaka单机QPS能够达到百万级别
  • RocketMQ单机写入TPS单实例约7万条/秒，单机部署3各Broker，可以跑到最高12万条/秒，消息大小10个字节。
• 数据可靠性：Kafaka与RabbitMQ都具备多副本机制，数据可靠性较高，RocketMQ支持实时异步刷盘，同步刷盘，同步Replication，异步Replication。
• 服务可用性：Kafaka采用集群部署，分区与多副本的设计，使得单节点宕机对服务无影响，且支持消息容量的线性提升。RabbitMQ支持集群部署，集群节点数量有多种规格。RocketMQ是分布式架构，高可用。

2.Kafaka的架构

• kafaka的架构包括3个角色：
  • 生产者（Producer）：消息和数据的生产者。
  • 代理（Broker）：缓存代理，Kafaka的核心功能。
  • 消费者（Consumer）：消息和数据消费者。
• Kafaka给Producer和Consumer提供注册的接口，数据从Producer发送到Broker，Broker承担一个中间件缓存和分发的作用，负责分发注册到系统中的Consumer。
• Kafaka数据保留策略：按照过期时间保留和按照存储的消息大小保留。

3.Kafaka怎么保证消息是有序的？

• 消息在被迫追加到Partition（分区）的时候都会分配一个特定的偏移量（offset）。Kafaka通过偏移量（offset）来保证消息在分区内的顺序性。
  • 一个Topic只对应一个Partition
  • 发送消息的时候指定key/partition

4.Kafaka怎么保证消息不丢失？

• 生产者丢失消息的情况：消息可能在发送的过程中由于网络问题导致消息没有发送成功。Kafaka生产者发送消息send实际上是异步操作，如何保证消息发送成功：
  • 通过调用get方法获取发送结果，但是这样就变为了同步操作影响性能。一般不推荐之间使用get方式，而是采用回调函数，在回调函数里检查失败原因在做重发。
  • 设置Producer的retries（重试次数）一个合理值，一般为3，但是为了保证消息不丢失可以设置的大一点，如此设置后，当出现网络原因消息没有发送成功会自动重发。还需要设置重发时间间隔，一般重试的间隔时间不要太短，时间太短重试的效果就不明显了。
• 消费者丢失消息的情况：消费者拉到某个分区的消息后消费者会自动提交offset。这样就会产生一个问题，消费者自动提交offset后但是还没真正消费服务突然挂掉了，这种情况消息实际上是没有被消费的。所以只需要关闭消费者自动提交offset，在每次真正消费完成后在进行手动提交offset。这样又可能出现真正消费完成了但是手动提交offset失败了，就有可能导致消息重复消费。（可通过幂等处理）
• Kafaka弄丢消息：在leader副本所在的broker突然挂掉的时候，那么就要从follower副本重新选出一个leader，但是leader还有一些数据没有被follower同步，就会造成消息丢失。解决方法是设置unclean.leader.election.enable=false，当leader副本发生故障的时候，就不会选择follower和leader同步程度达不到要求的副本作为新的leader，这样就降低了消息丢失的可能性。

5.Kafaka多副本机制

Kafaka分区中多个副本之间会有一个leader，其他副本称为follower，我们发送的消息会被发送到leader，然后follower才能从leader拉取消息进行同步。 生产者和消费者只与leader副本进行交互，其他副本存在只为了保证消息存储的安全性。当leader发生故障的时候会从follower中选出一个leader，如果follower中有和leader同步程度达不到要求的就不能参与leader竞选。

6.RabbitMQ

• RabbitMQ有哪些角色
  • 生产者：消息的创建者，负责创建消息和推送消息到服务器。
  • 消费者：消息的接收方，用于处理消息和确认消息。
  • 代理：RabbitMQ本身，相当于扮演了“快递”角色。
• RabbitMQ的重要组件
  • ConnectionFactory（连接管理器）：应用程序与RabbitMQ服务器之间建立连接的管理器。
  • Channel（信道）：消息推送的通道。
  • Exchange（交换机）：用于接收和分配消息。
  • Queue（队列）：用于存储生产者产生的消息。
  • RoutingKey（路由key）：用于把生产者生成的数据分配到交换机上。
  • BindingKey（绑定key）：用于把交换机的消息绑定到队列上。

7.RabbitMQ消息消费问题

• 如何确保消息被消费
  • 关闭自动ack
  • 在接收到消息并处理完成后，使用channel.basicAck()进行手动消息确认。
• 消费者接收到消息必须消费吗
  • 订阅者接收到消息后可以选择拒绝消费：channel.basicReject(id, true)，mq会将消息分配给其他订阅者。
  • 设置死信队列，死信队列是专门用于存放被拒绝的消息队列。

8.RabbitMQ事务

• 事务使用方式有三种，主要是针对信道的设置，如下：
  • 声明启动事务模式：channel.txSelect()
  • 提交事务：channel.txCommit()
  • 回滚事务：channel.txRollback()
• 什么情况下事务无效：autoAck=true，开启自动消息确认的时候，事务是无效的。因为自动消费确认的时候，mq会直接把消息从队列中移除，即使有事务回滚也没用。

9.RabbitMQ如何保证消息不丢失？

• 开启RabbitMQ事务（同步，性能差）
• 开启confirm模式（异步，性能好）
  • MQ：Exchange持久化、queue持久化、消息持久化
  • 消费者：关闭自动ack