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RabbitMQ面试题

001RabbitMQ的AMQP是什么?

RabbitMQ就是 AMQP 协议的 Erlang 的实现(当然 RabbitMQ 还支持 STOMP2、 MQTT3 等协议 ) AMQP 的模型架构 和 RabbitMQ 的模型架构是一样的,生产者将消息发送给交换器,交换器和队列绑定 。RabbitMQ 中的交换器、交换器类型、队列、绑定、路由键等都是遵循的 AMQP 协议中相应的概念。

002什么是RabbitMQ?

采用AMQP高级消息队列协议的一种消息队列技术,最大的特点就是消费并不需要确保提供方存在,实现了服务之间的高度解耦。

003为什么要使用RabbitMQ?

1.在分布式系统下具备异步,削峰,负载均衡等一系列高级功能;
2.拥有持久化的机制,进程消息,队列中的信息也可以保存下来。
3.实现消费者和生产者之间的解耦。
4.对于高并发场景下,利用消息队列可以使得同步访问变为串行访问达到一定量的限,利于数据库的操作。
5.可以使用消息队列达到异步下单的效果,排队中,后台进行逻辑下单。

004RabbitMQ的使用场景。

1.服务间异步通信
2.顺序消费
3.定时任务
4.请求削峰

005RabbitMQ基本概念。

Broker:简单来说就是消息队列服务器实体
Exchange:消息交换机,它指定消息按什么规则,路由到哪个队列
Queue:消息队列载体,每个消息都会被投入到一个或多个队列
Binding:绑定,它的作用就是把exchange和queue按照路由规则绑定起来
Routing Key: 路由关键字,exchange根据这个关键字进行消息投递
VHost:vhost可以理解为虚拟broker ,即mini-RabbitMQ server。其内部均含有独立的queue、exchange和binding等,但最最重要的是,其拥有独立的权限系统,可以做到vhost范围的用户控制。当然,从RabbitMQ的全局角度,vhost可以作为不同权限隔离的手段(一个典型的例子就是不同的应用可以跑在不同的 vhost 中)。
Producer: 消息生产者,就是投递消息的程序
Consumer:消息消费者,就是接受消息的程序
Channel:消息通道,在客户端的每个连接里,可建立多个channel,每个channel代表一个会话任务由Exchange、Queue、RoutingKey三个才能决定一个从Exchange到Queue的唯一的线路。

006RabbitMQ如何确保消息正确发送?

消息的发送方有个确认模式,具体的流程如下:
1.将信道设置成confirm模式(发送方确认模式),则所有在信道上发布的消息都会被指派一个唯一的ID。
2.一旦消息被投递到目的队列后,或者消息被写入磁盘后(可持久化的消息),信道会发送一个确认给生产者(包含消息唯一 ID)。
3.如果 RabbitMQ发生内部错误从而导致消息丢失,会发送一条nack(notacknowledged,未确认)消息。发送方确认模式是异步的,生产者应用程序在等待确认的同时,可以继续发送消息。当确认消息到达生产者应用程序,生产者应用程序的回调方法就会被触发来处理确认消息。

007RabbitMQ如何确保消息接收方消费了消息?

消息的接收方消息确认机制,具体的流程如下:
消费者接收每一条消息后都必须进行确认(消息接收和消息确认是两个不同操作)。只有消费者确认了消息,RabbitMQ才能安全地把消息从队列中删除。这里并没有用到超时机制,RabbitMQ仅通过Consumer的连接中断来确认是否需要重新发送消息。也就是说,只要连接不中断,RabbitMQ给了Consumer足够长的时间来处理消息。保证数据的最终一致性;

008RabbitMQ中消息的重复发送是如何产生的?

如果消费者接收到消息,在确认之前断开了连接或取消订阅,RabbitMQ会认为消息没有被分发,然后重新分发给下一个订阅的消费者。

009RabbitMQ如何避免消息重复投递或重复消费?

在消息生产时,RabbitMQ内部针对每条生产者发送的消息生成一个inner-msg-id,作为去重的依据(消息投递失败并重传),避免重复的消息进入队列;
在消息消费时,要求消息体中必须要有一个 bizId(对于同一业务全局唯一,如支付ID、订单ID、帖子ID 等)作为去重的依据,避免同一条消息被重复消费。

010RabbitMQ如何确保消息不丢失?

消息不丢失需要堆消息进行持久化。
确保持久性消息能从服务器重启中恢复的方式是,将它们写入磁盘上的一个持久化日志文件,当发布一条持久性消息到持久交换器上时,Rabbit会在消息提交到日志文件后才发送响应。一旦消费者从持久队列中消费了一条持久化消息,RabbitMQ会在持久化日志中把这条消息标记为等待垃圾收集。如果持久化消息在被消费之前RabbitMQ重启,那么Rabbit会自动重建交换器和队列(以及绑定),并重新发布持久化日志文件中的消息到合适的队列。

011RabbitMQ中的消息基于什么传输?

由于TCP连接的创建和销毁开销较大,且并发数受系统资源限制,会造成性能瓶颈。RabbitMQ使用信道的方式来传输数据。信道是建立在真实的TCP连接内的虚拟连接,且每条TCP连接上的信道数量没有限制。

012RabbitMQ中消息如何分发?

若该队列至少有一个消费者订阅,消息将以循环(round-robin)的方式发送给消费者。每条消息只会分发给一个订阅的消费者(前提是消费者能够正常处理消息并进行确认)。

013RabbitMQ中常用的交换器有哪几种?

主要有3种:
1.fanout:如果交换器收到消息,将会广播到所有绑定的队列上
2.direct:如果路由键完全匹配,消息就被投递到相应的队列
3.topic:可以使来自不同源头的消息能够到达同一个队列。 使用topic交换器时,可以使用通配符

014RabbitMQ的工作模式。

1.简单模式,用的默认交换机,1个生产者,1个消费者,一个消息只能被一个消费者消息
2.工作模,多个消费者监听同一个队列,如果任务数据比较多,可以多几个消费者,可以加快消费的速度
3.订阅发布模式,引入了交换机的类型fanout,广播模式 ,每个消费者单独监听自己的对列都可以取消费自己队列的消息。
4.routing,是direct的的交换机类型,指定路由
5.topic,是topic的交换机类型,比路由多了通配符的更加的灵活

015RabbitMQ是如何实现消息路由的?

完成RabbitMQ消息路由的核心组件是 Exchange。而消息的路由是由Exchange类型 和 Binding 来决定的。Binding 表示建立 Queue 和 Exchange 之间的绑定关系,每一个绑定关系会存在一个 BindingKey。通过这种方式相当于在 Exchange 中建立了一个路由关系表。生产者发送消息的时候,需要声明一个 RoutingKey(路由键),Exchange 拿到RoutingKey 之后,根据 RoutingKey 和路由表里面的 BindingKey 进行匹配,而匹配的规则是通过 Exchange类型来决定的。在 RabbitMQ 中,默认有四种类型的 Exchange:Direct ,Fanout、Topic和Header。
Direct,叫直连,也就是完整匹配方式,需要Routing Key 和 Binding Key 完全一致,相当于点对点的发送。
Topic: 叫主题,这种方式是通过设置通配符来动态匹配,相当于正则。就是用Routing Key 去匹配Binging Key。BingingKey支持两个通配符。
Fanout:叫广播,这种方式不需要设置Routing Key,而是把消息广播给绑定到当前 Exchange 上的所有队列上。

016如何保证RabbitMQ消息的顺序性?

1)拆分多个queue(消息队列),每个queue(消息队列) 一个consumer(消费者),就是多一些queue(消息队列)而已,这种方式会比较麻烦;
2)一个queue (消息队列)但是对应一个consumer(消费者),然后这个consumer(消费者)内部用内存队列做排队,然后分发给底层不同的worker来处理。

017为什么不应该对所有的message都使用持久化机制?

首先,必然导致性能的下降,因为写磁盘比写RAM慢的多,message的吞吐量可能有10倍的差距。
其次,message的持久化机制用在RabbitMQ的内置cluster方案时会出现“坑爹”问题。矛盾点在于,若message设置了persistent属性,但queue未设置durable属性,那么当该queue的owner node出现异常后,在未重建该queue前,发往该queue 的message将被 blackholed;若 message 设置了 persistent属性,同时queue也设置了durable属性,那么当queue的owner node异常且无法重启的情况下,则该queue无法在其他node上重建,只能等待其owner node重启后,才能恢复该 queue的使用,而在这段时间内发送给该queue的message将被 blackholed 。
所以,是否要对message进行持久化,需要综合考虑性能需要,以及可能遇到的问题。若想达到100,000 条/秒以上的消息吞吐量(单RabbitMQ服务器),则要么使用其他的方式来确保message的可靠delivery ,要么使用非常快速的存储系统以支持全持久化(例如使用SSD)。
另外一种处理原则是:仅对关键消息作持久化处理(根据业务重要程度),且应该保证关键消息的量不会导致性能瓶颈。

018RabbitMQ如何保证高可用的?

RabbitMQ有三种模式:单机模式、普通集群模式、镜像集群模式。
单机模式就是Demo级别的,一般就是你本地启动了玩玩儿的?,没人生产用单机模式
普通集群模式就是在多台机器上启动多个RabbitMQ实例,每个机器启动一个。你创建的queue,只会放在一个RabbitMQ实例上,但是每个实例都同步queue的元数据。你消费的时候,实际上如果连接到了另外一个实例,那么那个实例会从queue所在实例上拉取数据过来。这方案主要是提高吞吐量的,就是说让集群中多个节点来服务某个queue的读写操作。
镜像集群模式才是所谓的RabbitMQ的高可用模式。这种模式下,每个RabbitMQ节点都有这个queue的一个完整镜像,包含queue的全部数据的意思。然后每次你写消息到queue的时候,都会自动把消息同步到多个实例的queue上。RabbitMQ有很好的管理控制台,就是在后台新增一个策略,这个策略是镜像集群模式的策略,指定的时候是可以要求数据同步到所有节点的,也可以要求同步到指定数量的节点,再次创建queue的时候,应用这个策略,就会自动将数据同步到其他的节点上去了。这样的好处在于,你任何一个机器宕机了,没事儿,其它机器(节点)还包含了这个queue的完整数据,别的consumer都可以到其它节点上去消费数据。坏处在于,第一,这个性能开销也太大了吧,消息需要同步到所有机器上,导致网络带宽压力和消耗很重!RabbitMQ一个queue的数据都是放在一个节点里的,镜像集群下,也是每个节点都放这个queue的完整数据。

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