你不知道的RabbitMQ集群架构全解
前言
本文将系统的介绍一下RabbitMQ集群架构的特点、异常处理、搭建和使用中要注意的一些细节。
知识点
一、为什么使用集群？
二、集群的特点
三、集群异常处理
四、集群节点类型
五、集群搭建方法
六、镜像队列
一、为什么使用集群？
内建集群作为RabbitMQ最优秀的功能之一，它的作用有两个：
- 允许消费者和生产者在Rabbit节点崩溃的情况下继续运行；
- 通过增加节点来扩展Rabbit处理更多的消息，承载更多的业务量；
二、集群的特点
RabbitMQ的集群是由多个节点组成的，但我们发现不是每个节点都有所有队列的完全拷贝。
RabbitMQ节点不完全拷贝特性
为什么默认情况下RabbitMQ不将所有队列内容和状态复制到所有节点？
有两个原因：
- 存储空间——如果每个节点都拥有所有队列的完全拷贝，这样新增节点不但没有新增存储空间，反而增加了更多的冗余数据。
- 性能——如果消息的发布需安全拷贝到每一个集群节点，那么新增节点对网络和磁盘负载都会有增加，这样违背了建立集群的初衷，新增节点并没有提升处理消息的能力，最多是保持和单节点相同的性能甚至是更糟。
所以其他非所有者节点只知道队列的元数据，和指向该队列节点的指针。
三、集群异常处理
根据节点不无安全拷贝的特性，当集群节点崩溃时，该节点队列和关联的绑定就都丢失了，附加在该队列的消费者丢失了其订阅的信息，那么怎么处理这个问题呢？
这个问题要分为两种情况：
- 消息已经进行了持久化，那么当节点恢复，消息也恢复了；
- 消息未持久化，可以使用下文要介绍的双活冗余队列，镜像队列保证消息的可靠性；
四、集群节点类型
节点的存储类型分为两种：
- 磁盘节点
- 内存节点
磁盘节点就是配置信息和元信息存储在磁盘上，内次节点把这些信息存储在内存中，当然内次节点的性能是大大超越磁盘节点的。
单节点系统必须是磁盘节点，否则每次你重启RabbitMQ之后所有的系统配置信息都会丢失。
RabbitMQ要求集群中至少有一个磁盘节点，当节点加入和离开集群时，必须通知磁盘节点。
特殊异常：集群中唯一的磁盘节点崩溃了
如果集群中的唯一一个磁盘节点，结果这个磁盘节点还崩溃了，那会发生什么情况？
如果唯一磁盘的磁盘节点崩溃了，不能进行如下操作：
- 不能创建队列
- 不能创建交换器
- 不能创建绑定
- 不能添加用户
- 不能更改权限
- 不能添加和删除集群几点
总结：如果唯一磁盘的磁盘节点崩溃，集群是可以保持运行的，但你不能更改任何东西。
解决方案：在集群中设置两个磁盘节点，只要一个可以，你就能正常操作。
五、集群搭建方法
本章我们用Docker来创建RabbitMQ集群，一来是因为操作简便，二是因为可以更充分的利用服务器硬件资源，三来是Docker也是现在的主流部署方案，关于更多的Docker详情可以查看我的另一篇：《使用Docker部署RabbitMQ集群)》 接下来，进入我们的正文，集群搭建分为两步：
- 步骤一：安装多个RabbitMQ
- 步骤二：加入RabbitMQ节点到集群
步骤一：安装多个RabbitMQ
docker run -d --hostname rabbit1 --name myrabbit1 -p 15672:15672 -p 5672:5672 -e RABBITMQ_ERLANG_COOKIE='rabbitcookie' rabbitmq:3.6.15-management
docker run -d --hostname rabbit2 --name myrabbit2 -p 5673:5672 --link myrabbit1:rabbit1 -e RABBITMQ_ERLANG_COOKIE='rabbitcookie' rabbitmq:3.6.15-management
docker run -d --hostname rabbit3 --name myrabbit3 -p 5674:5672 --link myrabbit1:rabbit1 --link myrabbit2:rabbit2 -e RABBITMQ_ERLANG_COOKIE='rabbitcookie' rabbitmq:3.6.15-management
具体的参数含义，参见上文“启动RabbitMQ”部分。
注意点：
- 多个容器之间使用“--link”连接，此属性不能少；
- Erlang Cookie值必须相同，也就是RABBITMQ_ERLANG_COOKIE参数的值必须相同，原因见下文“配置相同Erlang Cookie”部分；
步骤二：加入RabbitMQ节点到集群
设置节点1：
docker exec -it myrabbit1 bash
rabbitmqctl stop_app
rabbitmqctl reset
rabbitmqctl start_app
exit
设置节点2，加入到集群：
docker exec -it myrabbit2 bash
rabbitmqctl stop_app
rabbitmqctl reset
rabbitmqctl join_cluster --ram rabbit@rabbit1
rabbitmqctl start_app
exit
参数“--ram”表示设置为内存节点，忽略次参数默认为磁盘节点。
设置节点3，加入到集群：
docker exec -it myrabbit3 bash
rabbitmqctl stop_app
rabbitmqctl reset
rabbitmqctl join_cluster --ram rabbit@rabbit1
rabbitmqctl start_app
exit
设置好之后，使用http://物理机ip:15672 进行访问了，默认账号密码是guest/guest，效果如下图：
到此为止，我们已经完成了RabbitMQ集群的建立，启动了3个节点，1个磁盘节点和2个内存节点。
设置节点类型
如果你想更换节点类型可以通过命令修改，如下：
rabbitmqctl stop_app
rabbitmqctl change_cluster_node_type dist
rabbitmqctl change_cluster_node_type ram
rabbitmqctl start_app
移除节点
如果想要把节点从集群中移除，可使用如下命令实现：
rabbitmqctl stop_app
rabbitmqctl restart
rabbitmqctl start_app
集群重启顺序
集群重启的顺序是固定的，并且是相反的。如下所述：
- 启动顺序：磁盘节点 => 内存节点
- 关闭顺序：内存节点 => 磁盘节点
最后关闭必须是磁盘节点，不然可能回造成集群启动失败、数据丢失等异常情况。
六、镜像队列
镜像队列是Rabbit2.6.0版本带来的一个新功能，允许内建双活冗余选项，与普通队列不同，镜像节点在集群中的其他节点拥有从队列拷贝，一旦主节点不可用，最老的从队列将被选举为新的主队列。
镜像队列的工作原理：在某种程度上你可以将镜像队列视为，拥有一个隐藏的fanout交换器，它指示者信道将消息分发到从队列上。
设置镜像队列
设置镜像队列命令：“rabbitmqctl set_policy 名称 匹配模式（正则） 镜像定义”， 例如，设置名称为mypolicy的镜像队列，匹配所有名称是amp开头的队列都存储在2个节点上的命令如下：
rabbitmqctl set_policy mypolicy "^amp*" '{"ha-mode":"exactly","ha-params":2}'
可以看出设置镜像队列，一共有三个参数，每个参数用空格分割。
- 参数一：名称，可以随便填；
- 参数二：队列名称的匹配规则，使用正则表达式表示；
- 参数三：为镜像队列的主体规则，是json字符串，分为三个属性：ha-mode | ha-params | ha-sync-mode，分别的解释如下：
- ha-mode：镜像模式，分类：all/exactly/nodes，all存储在所有节点；exactly存储x个节点，节点的个数由ha-params指定；nodes指定存储的节点上名称，通过ha-params指定；
- ha-params：作为参数，为ha-mode的补充；
- ha-sync-mode：镜像消息同步方式：automatic（自动），manually（手动）；
设置好镜像队列存储2个节点的效果如下图：
查看镜像队列
rabbitmqctl list_policies
删除镜像队列
rabbitmqctl clear_policy
参考资料
书籍：《RabbitMQ实战-高效部署分布式消息队列》——不建议程序猿购买，偏运维
https://www.cnblogs.com/luo-mao/p/5909889.html
https://www.jianshu.com/p/85543491ab00
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