RabbitMQ

1.谈谈你对RabbitMQ的理解？

RabbitMQ是一个生产者和消费者模型，主要负责接受、存储和转发消息。RabbitMQ主要分为生产者、消费者、Broker、Exchange和Queue。

1. 生产者就是消息的发送方，生产者将消息发送给Exchange。
2. Exchange会将消息路由到其绑定的队列Queue中，Exchange不能存储消息。
3. Queue用于存储消息，多个消费者可以订阅同一个队列，将消息发送到消费者。
4. 消费者从队列中取到消息，然后对消息进行处理。

2.交换机Exchange类型有哪些？

交换机类型主要有Fanout、Direct和Topic三种类型。

1. Fanout交换机是采用广播的形式，将消息发送给每一个绑定的Queue中。比如支付案例中，用户支付成功之后，需要通知交易服务更新订单状态，通知短信服务给用户发短信，通知积分服务给用户加积分。只需要将这些微服务的队列绑定到Fanout交换机，就可以实现发送一条消息，每个微服务都能处理自己对应的业务。
2. Direct会将接收到的消息根据路由规则路由到指定的Queue，因此称为定向路由。Fanout交换机将消息路由给每一个与之绑定的队列，Direct交换机根据消息的RoutingKey和队列的BindingKey判断路由给哪个队列。如果多个队列具有相同的BindingKey，则与Fanout功能类似。
3. Topic也是基于RoutingKey和BindingKey做消息路由，但是RoutingKey通常是多个单词的组合，并且以.分割。Topic交换机与队列绑定时的bindingKey可以指定通配符，#代表0个或多个词，*代表1个词。

交换机的类型主要有三种，分别是Fanout、Direct和Topic。Fanout交换机采用广播机制，将消息发送给每个绑定的Queue。Direct是定向路由，将消息根据RoutingKey和BindingKey路由到指定的Queue中。Topic也是基于RoutingKey和BindingKey做消息队列，但是RoutingKey通常是多个单词的组合，并以’.'分割。

3.如何声明队列和交换机？

Spring提供了基于@RabbitListener注解方式来声明队列、交换机和BindingKey。@RabbitListrner注解的bindings属性，类型为@QueueBinding注解，在这个注解里面传入三个属性：value、exchange和key。

1. value指定队列名
2. exchange指定交换机名和类型
3. key指定对应的BindingKey，可以使用数组指定多个。

RabbitMQ声明队列、交换机和BindingKey需要使用到@RabbitListener注解的binding属性，在这个属性中分别指定队列名、交换机名和BindingKey。

4.RabbitMQ如何实现消息的发送？

发消息用的是rabbitTemplate中断中的convertAndSend方法，方法中第一个参数的为交换机名称，第二个参数为routingKey，第三个是发送的消息。消息在网络中传输是基于JDK序列化的，JDK序列化存在以下问题：

1. JDK序列化存在安全风险，在反序列化的时候容易被代码侵入。
2. JDK序列化占用空间太多
3. JDK序列化可读性很差

JDK序列化方式并不合适。我们希望消息体的体积更小、可读性更高，因此可以使用JSON方式来做序列化和反序列化。

RabbitMQ通过convertAndSend方法来发送消息，第一个参数为交换机名，第二个参数为routingKey，第三个参数为发送的消息。

5.RabbitMQ如何保证消息的可靠性？

可能出现消息丢失的场景分别是生产者发送消息时消息丢失、MQ宕机导致消息丢失，消费者处理消息时抛异常导致消息丢失。

为了保证生产者的可靠性，可以采用发送者重试机制和发送者确认机制。

1. 发送者重试机制，在配置文件中的spring rabbitmq-template-retry下开启重试机制，并设置失败后的等待时间以及最大重试次数。如果对业务性能有要求，建议禁用重试机制。
2. 发送者确认机制，有两种机制包括confirm和return。
   • 当消息投递到MQ，但是路由失败时，通过Return返回异常信息，同时通过confirm返回ACK的确认信息，代表投递成功。
   • 消息投递成功，通过confirm返回ACK。
   • 消息投递失败，返回NACK。

为了保证MQ的可靠性，可以采用数据持久化。

1. 交换机持久化，在控制台的Exchanges页面将Durability参数设置为Durable开启持久化。
2. 队列持久化，在控制台的Queue页面将Durability参数设置为Durable开启持久化。
3. 消息持久化，在发送消息的时候，配置持久化属性。

为了保证消费者的可靠性采用消费者确认机制、失败重试机制以及失败处理策略。

1. 消费者确认机制，当消费者处理消息结束后，应该向RabbitMQ发送一个回执，告知RabbitMQ自己消息处理状态。ack：成功处理消息，RabbitMQ从队列中删除该消息。nack：消息处理失败，RabbitMQ需要再次投递消息给消费者。reject：消息处理失败并拒绝该消息，比如消息在转换过程中出现异常，RabbitMQ会从队列中删除该消息。
2. 失败者重试机制，当消费者出现异常后，消息会不断requeue（重入队）到队列，再重新发送给消费者。如果消费者再次执行依然出错，消息会再次requeue到队列，再次投递，直到消息处理成功为止。开启本地重试时，消息处理过程中抛出异常，不会requeue到队列，而是在消费者本地重试。重试达到最大次数后，Spring会返回reject，消息会被丢弃。
3. 失败处理策略，Spring允许我们自定义重试次数耗尽后的消息处理策略，这个策略是由MessageRecovery接口来定义的。失败后将消息投递到一个指定的，专门存放异常消息的队列，后续由人工集中处理。

RabbitMQ为了保证生产者的可靠性，通过重试机制和确认机制实现。重试机制需要设置发送失败后的等待时间以及最大重连次数。确认机制是消息投递成功返回ACK，消息投递失败返回NACK。
RabbitMQ为了保证MQ的可靠性，采用数据持久化，包括交换机持久化、队列持久化和消息持久化，都是需要配置Durability属性来开启持久化的。
RabbitMQ为了保证消费者的可靠性，采用消费者重试机制、确认机制以及失败处理策略。消费者重试机制是当消费者出现异常后，消息不断requeue到队列，再重发给消费者。确认机制是在处理消息后，向RabbtiMQ发送处理状态。ack表示消息处理成功，直接从队列中删除消息。nack表示消息处理失败，需要RabbitMQ再次投递给消费者。失败处理逻辑就是，消息处理失败后会投递到一个指定的队列中，等待后续人工处理。

6.业务幂等性的常见方案有哪些？

采用确认机制和重试机制中，很有可能出现同一个消息被重复消费的可能，可以采用唯一ID的方式来保证幂等性。

1. 每一条消息都生成一个唯一ID，与消息一起投递给消费者。
2. 消费者接收到消息后处理自己的业务，业务处理成功后将消息ID保存到数据库。
3. 如果下次又收到相同消息，去数据库查询判断是否存在，存在则为重复消息放弃处理。

采用唯一ID的方式确保业务幂等性，每条消息都生成一个唯一ID，消费者处理完消息后将消息ID存放到数据库。下次收到相同的消息就去数据库中查询，如果存在就是重复消息。

7.如何解决消息积压？

消息堆积的原因就是生产者生成速度大于消费者消费速度。

解决消息堆积主要有三种方法：

1. 单台实例启动多线程，加快消息消费
2. 开启工作队列模型，多个实例订阅同一个queue，分摊任务。
3. 使用惰性队列，队列接收到的消息直接存入磁盘，需要的时候再从磁盘中拿出，推送给消费者。

8.如何确保支付服务与交易服务之间的订单状态一致性？

1. 首先，支付服务会在用户支付成功以后利用MQ消息通知交易服务，完成订单状态同步。
2. 为了保证MQ消息的可靠性，我们采用了生产者确认机制、消费者确认、消费者失败重试等策略，确保消息投递和处理的可靠性。同时也开启了MQ的持久化，避免因服务故障导致消息丢失。因此无论是发送方、MQ本身和消费者都能确保消息可靠。这就可以确保消息一定投递到消费者，至少让消费者处理一次。
3. 由于可能会出现重复投递消息，最后，我们还在交易服务更新订单状态时做了业务幂等判断，避免因消息重复消费导致订单状态异常。