《Dubbo 实现原理与源码解析 —— 精品合集》 《Netty 实现原理与源码解析 —— 精品合集》
《Spring 实现原理与源码解析 —— 精品合集》 《MyBatis 实现原理与源码解析 —— 精品合集》
《Spring MVC 实现原理与源码解析 —— 精品合集》 《数据库实体设计合集》
《Spring Boot 实现原理与源码解析 —— 精品合集》 《Java 面试题 + Java 学习指南》

摘要: 原创出处 jianshu.com/p/dca01aad6bc8 「wangzaiplus」欢迎转载,保留摘要,谢谢!


🙂🙂🙂关注微信公众号:【芋道源码】有福利:

  1. RocketMQ / MyCAT / Sharding-JDBC 所有源码分析文章列表
  2. RocketMQ / MyCAT / Sharding-JDBC 中文注释源码 GitHub 地址
  3. 您对于源码的疑问每条留言将得到认真回复。甚至不知道如何读源码也可以请教噢
  4. 新的源码解析文章实时收到通知。每周更新一篇左右
  5. 认真的源码交流微信群。

一、先扔一张图

说明:
本文涵盖了关于RabbitMQ很多方面的知识点, 如:

  1. 消息发送确认机制
  2. 消费确认机制
  3. 消息的重新投递
  4. 消费幂等性, 等等

这些都是围绕上面那张整体流程图展开的, 所以有必要先贴出来, 见图知意

二、实现思路

  1. 简略介绍163邮箱授权码的获取
  2. 编写发送邮件工具类
  3. 编写RabbitMQ配置文件
  4. 生产者发起调用
  5. 消费者发送邮件
  6. 定时任务定时拉取投递失败的消息, 重新投递
  7. 各种异常情况的测试验证
  8. 拓展: 使用动态代理实现消费端幂等性验证和消息确认(ack)

三、项目介绍

  1. springboot版本2.1.5.RELEASE, 旧版本可能有些配置属性不能使用, 需要以代码形式进行配置
  2. RabbitMQ版本3.7.15
  3. MailUtil: 发送邮件工具类
  4. RabbitConfig: rabbitmq相关配置
  5. TestServiceImpl: 生产者, 发送消息
  6. MailConsumer: 消费者, 消费消息, 发送邮件
  7. ResendMsg: 定时任务, 重新投递发送失败的消息

说明: 上面是核心代码, MsgLogService mapper xml等均未贴出, 完整代码可以参考我的GitHub, 欢迎fork, https://github.com/wangzaiplus/springboot/tree/wxw

四、代码实现

  1. 163邮箱授权码的获取, 如图:

该授权码就是配置文件spring.mail.password需要的密码

  1. pom
<!--mq-->
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-amqp</artifactId>
</dependency>
<!--mail-->
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-mail</artifactId>
</dependency>
  1. rabbitmq、邮箱配置
# rabbitmq
spring.rabbitmq.host=localhost
spring.rabbitmq.port=5672
spring.rabbitmq.username=guest
spring.rabbitmq.password=guest
# 开启confirms回调 P -> Exchange
spring.rabbitmq.publisher-confirms=true
# 开启returnedMessage回调 Exchange -> Queue
spring.rabbitmq.publisher-returns=true
# 设置手动确认(ack) Queue -> C
spring.rabbitmq.listener.simple.acknowledge-mode=manual
spring.rabbitmq.listener.simple.prefetch=100

# mail
spring.mail.host=smtp.163.com
spring.mail.username=186****2249@163.com
spring.mail.password=***
spring.mail.from=186****2249@163.com
spring.mail.properties.mail.smtp.auth=true
spring.mail.properties.mail.smtp.starttls.enable=true
spring.mail.properties.mail.smtp.starttls.required=true

说明: password即授权码, usernamefrom要一致

  1. 表结构
CREATE TABLE `msg_log` (
`msg_id` varchar(255) NOT NULL DEFAULT '' COMMENT '消息唯一标识',
`msg` text COMMENT '消息体, json格式化',
`exchange` varchar(255) NOT NULL DEFAULT '' COMMENT '交换机',
`routing_key` varchar(255) NOT NULL DEFAULT '' COMMENT '路由键',
`status` int(11) NOT NULL DEFAULT '0' COMMENT '状态: 0投递中 1投递成功 2投递失败 3已消费',
`try_count` int(11) NOT NULL DEFAULT '0' COMMENT '重试次数',
`next_try_time` datetime DEFAULT NULL COMMENT '下一次重试时间',
`create_time` datetime DEFAULT NULL COMMENT '创建时间',
`update_time` datetime DEFAULT NULL COMMENT '更新时间',
PRIMARY KEY (`msg_id`),
UNIQUE KEY `unq_msg_id` (`msg_id`) USING BTREE
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8mb4 COMMENT='消息投递日志';

说明: exchange routing_key字段是在定时任务重新投递消息时需要用到的

  1. MailUtil
@Component
@Slf4j
public class MailUtil {

@Value("${spring.mail.from}")
private String from;

@Autowired
private JavaMailSender mailSender;

/**
* 发送简单邮件
*
* @param mail
*/
public boolean send(Mail mail) {
String to = mail.getTo();// 目标邮箱
String title = mail.getTitle();// 邮件标题
String content = mail.getContent();// 邮件正文

SimpleMailMessage message = new SimpleMailMessage();
message.setFrom(from);
message.setTo(to);
message.setSubject(title);
message.setText(content);

try {
mailSender.send(message);
log.info("邮件发送成功");
return true;
} catch (MailException e) {
log.error("邮件发送失败, to: {}, title: {}", to, title, e);
return false;
}
}

}
  1. RabbitConfig
@Configuration
@Slf4j
public class RabbitConfig {

@Autowired
private CachingConnectionFactory connectionFactory;

@Autowired
private MsgLogService msgLogService;

@Bean
public RabbitTemplate rabbitTemplate() {
RabbitTemplate rabbitTemplate = new RabbitTemplate(connectionFactory);
rabbitTemplate.setMessageConverter(converter());

// 消息是否成功发送到Exchange
rabbitTemplate.setConfirmCallback((correlationData, ack, cause) -> {
if (ack) {
log.info("消息成功发送到Exchange");
String msgId = correlationData.getId();
msgLogService.updateStatus(msgId, Constant.MsgLogStatus.DELIVER_SUCCESS);
} else {
log.info("消息发送到Exchange失败, {}, cause: {}", correlationData, cause);
}
});

// 触发setReturnCallback回调必须设置mandatory=true, 否则Exchange没有找到Queue就会丢弃掉消息, 而不会触发回调
rabbitTemplate.setMandatory(true);
// 消息是否从Exchange路由到Queue, 注意: 这是一个失败回调, 只有消息从Exchange路由到Queue失败才会回调这个方法
rabbitTemplate.setReturnCallback((message, replyCode, replyText, exchange, routingKey) -> {
log.info("消息从Exchange路由到Queue失败: exchange: {}, route: {}, replyCode: {}, replyText: {}, message: {}", exchange, routingKey, replyCode, replyText, message);
});

return rabbitTemplate;
}

@Bean
public Jackson2JsonMessageConverter converter() {
return new Jackson2JsonMessageConverter();
}

// 发送邮件
public static final String MAIL_QUEUE_NAME = "mail.queue";
public static final String MAIL_EXCHANGE_NAME = "mail.exchange";
public static final String MAIL_ROUTING_KEY_NAME = "mail.routing.key";

@Bean
public Queue mailQueue() {
return new Queue(MAIL_QUEUE_NAME, true);
}

@Bean
public DirectExchange mailExchange() {
return new DirectExchange(MAIL_EXCHANGE_NAME, true, false);
}

@Bean
public Binding mailBinding() {
return BindingBuilder.bind(mailQueue()).to(mailExchange()).with(MAIL_ROUTING_KEY_NAME);
}

}
  1. TestServiceImpl生产消息
@Service
public class TestServiceImpl implements TestService {

@Autowired
private MsgLogMapper msgLogMapper;

@Autowired
private RabbitTemplate rabbitTemplate;

@Override
public ServerResponse send(Mail mail) {
String msgId = RandomUtil.UUID32();
mail.setMsgId(msgId);

MsgLog msgLog = new MsgLog(msgId, mail, RabbitConfig.MAIL_EXCHANGE_NAME, RabbitConfig.MAIL_ROUTING_KEY_NAME);
msgLogMapper.insert(msgLog);// 消息入库

CorrelationData correlationData = new CorrelationData(msgId);
rabbitTemplate.convertAndSend(RabbitConfig.MAIL_EXCHANGE_NAME, RabbitConfig.MAIL_ROUTING_KEY_NAME, MessageHelper.objToMsg(mail), correlationData);// 发送消息

return ServerResponse.success(ResponseCode.MAIL_SEND_SUCCESS.getMsg());
}

}
  1. MailConsumer消费消息, 发送邮件
@Component
@Slf4j
public class MailConsumer {

@Autowired
private MsgLogService msgLogService;

@Autowired
private MailUtil mailUtil;

@RabbitListener(queues = RabbitConfig.MAIL_QUEUE_NAME)
public void consume(Message message, Channel channel) throws IOException {
Mail mail = MessageHelper.msgToObj(message, Mail.class);
log.info("收到消息: {}", mail.toString());

String msgId = mail.getMsgId();

MsgLog msgLog = msgLogService.selectByMsgId(msgId);
if (null == msgLog || msgLog.getStatus().equals(Constant.MsgLogStatus.CONSUMED_SUCCESS)) {// 消费幂等性
log.info("重复消费, msgId: {}", msgId);
return;
}

MessageProperties properties = message.getMessageProperties();
long tag = properties.getDeliveryTag();

boolean success = mailUtil.send(mail);
if (success) {
msgLogService.updateStatus(msgId, Constant.MsgLogStatus.CONSUMED_SUCCESS);
channel.basicAck(tag, false);// 消费确认
} else {
channel.basicNack(tag, false, true);
}
}

}

说明: 其实就完成了3件事: 1.保证消费幂等性, 2.发送邮件, 3.更新消息状态, 手动ack

  1. ResendMsg定时任务重新投递发送失败的消息
@Component
@Slf4j
public class ResendMsg {

@Autowired
private MsgLogService msgLogService;

@Autowired
private RabbitTemplate rabbitTemplate;

// 最大投递次数
private static final int MAX_TRY_COUNT = 3;

/**
* 每30s拉取投递失败的消息, 重新投递
*/
@Scheduled(cron = "0/30 * * * * ?")
public void resend() {
log.info("开始执行定时任务(重新投递消息)");

List<MsgLog> msgLogs = msgLogService.selectTimeoutMsg();
msgLogs.forEach(msgLog -> {
String msgId = msgLog.getMsgId();
if (msgLog.getTryCount() >= MAX_TRY_COUNT) {
msgLogService.updateStatus(msgId, Constant.MsgLogStatus.DELIVER_FAIL);
log.info("超过最大重试次数, 消息投递失败, msgId: {}", msgId);
} else {
msgLogService.updateTryCount(msgId, msgLog.getNextTryTime());// 投递次数+1

CorrelationData correlationData = new CorrelationData(msgId);
rabbitTemplate.convertAndSend(msgLog.getExchange(), msgLog.getRoutingKey(), MessageHelper.objToMsg(msgLog.getMsg()), correlationData);// 重新投递

log.info("第 " + (msgLog.getTryCount() + 1) + " 次重新投递消息");
}
});

log.info("定时任务执行结束(重新投递消息)");
}

}

说明: 每一条消息都和exchange routingKey绑定, 所有消息重投共用这一个定时任务即可

五、基本测试

OK, 目前为止, 代码准备就绪, 现在进行正常流程的测试

  1. 发送请求:

  1. 后台日志:

  1. 数据库消息记录:

状态为3, 表明已消费, 消息重试次数为0, 表明一次投递就成功了

  1. 查看邮箱

发送成功

六、各种异常情况测试

步骤一罗列了很多关于RabbitMQ的知识点, 很重要, 很核心, 而本文也涉及到了这些知识点的实现, 接下来就通过异常测试进行验证(这些验证都是围绕本文开头扔的那张流程图展开的, 很重要, 所以, 再贴一遍)

  1. 验证消息发送到Exchange失败情况下的回调, 对应上图P -> X

如何验证? 可以随便指定一个不存在的交换机名称, 请求接口, 看是否会触发回调

发送失败, 原因: reply-code=404, reply-text=NOT_FOUND - no exchange 'mail.exchangeabcd' in vhost '/', 该回调能够保证消息正确发送到Exchange, 测试完成

  1. 验证消息从Exchange路由到Queue失败情况下的回调, 对应上图X -> Q

同理, 修改一下路由键为不存在的即可, 路由失败, 触发回调

发送失败, 原因: route: mail.routing.keyabcd, replyCode: 312, replyText: NO_ROUTE

  1. 验证在手动ack模式下, 消费端必须进行手动确认(ack), 否则消息会一直保存在队列中, 直到被消费, 对应上图Q -> C

将消费端代码channel.basicAck(tag, false);// 消费确认注释掉, 查看控制台和rabbitmq管控台

可以看到, 虽然消息确实被消费了, 但是由于是手动确认模式, 而最后又没手动确认, 所以, 消息仍被rabbitmq保存, 所以, 手动ack能够保证消息一定被消费, 但一定要记得basicAck

  1. 验证消费端幂等性

接着上一步, 去掉注释, 重启服务器, 由于有一条未被ack的消息, 所以重启后监听到消息, 进行消费, 但是由于消费前会判断该消息的状态是否未被消费, 发现status=3, 即已消费, 所以, 直接return, 这样就保证了消费端的幂等性, 即使由于网络等原因投递成功而未触发回调, 从而多次投递, 也不会重复消费进而发生业务异常

  1. 验证消费端发生异常消息也不会丢失

很显然, 消费端代码可能发生异常, 如果不做处理, 业务没正确执行, 消息却不见了, 给我们感觉就是消息丢失了, 由于我们消费端代码做了异常捕获, 业务异常时, 会触发: channel.basicNack(tag, false, true);, 这样会告诉rabbitmq该消息消费失败, 需要重新入队, 可以重新投递到其他正常的消费端进行消费, 从而保证消息不被丢失

测试: send方法直接返回false即可(这里跟抛出异常一个意思)

可以看到, 由于channel.basicNack(tag, false, true), 未被ack的消息(unacked)会重新入队并被消费, 这样就保证了消息不会走丢

  1. 验证定时任务的消息重投

实际应用场景中, 可能由于网络原因, 或者消息未被持久化MQ就宕机了, 使得投递确认的回调方法ConfirmCallback没有被执行, 从而导致数据库该消息状态一直是投递中的状态, 此时就需要进行消息重投, 即使也许消息已经被消费了

定时任务只是保证消息100%投递成功, 而多次投递的消费幂等性需要消费端自己保证

我们可以将回调和消费成功后更新消息状态的代码注释掉, 开启定时任务, 查看是否重投

可以看到, 消息会重投3次, 超过3次放弃, 将消息状态置为投递失败状态, 出现这种非正常情况, 就需要人工介入排查原因

七、拓展: 使用动态代理实现消费端幂等性验证和消费确认(ack)

不知道大家发现没有, 在MailConsumer中, 真正的业务逻辑其实只是发送邮件mailUtil.send(mail)而已, 但我们又不得不在调用send方法之前校验消费幂等性, 发送后, 还要更新消息状态为”已消费”状态, 并手动ack, 实际项目中, 可能还有很多生产者-消费者的应用场景, 如记录日志, 发送短信等等, 都需要rabbitmq, 如果每次都写这些重复的公用代码, 没必要, 也难以维护, 所以, 我们可以将公共代码抽离出来, 让核心业务逻辑只关心自己的实现, 而不用做其他操作, 其实就是AOP

为达到这个目的, 有很多方法, 可以用spring aop, 可以用拦截器, 可以用静态代理, 也可以用动态代理, 在这里, 我用的是动态代理

目录结构如下:

核心代码就是代理的实现, 这里就不把所有代码贴出来了, 只是提供一个思路, 我们要尽可能地把代码写的更简洁更优雅

八、总结

发送邮件其实很简单, 但深究起来其实有很多需要注意和完善的点, 一个看似很小的知识点, 也可以引申出很多问题, 甚至涉及到方方面面, 这些都需要自己踩坑, 当然我这代码肯定还有很多不完善和需要优化的点, 希望小伙伴多多提意见和建议

我的代码都是经过自测验证过的, 图也都是一点一点自己画的或认真截的, 希望小伙伴能学到一点东西, 路过的点个赞或点个关注呗, 谢谢

文章目录
  1. 1. 一、先扔一张图
  2. 2. 二、实现思路
  3. 3. 三、项目介绍
  4. 4. 四、代码实现
  5. 5. 五、基本测试
  6. 6. 六、各种异常情况测试
  7. 7. 七、拓展: 使用动态代理实现消费端幂等性验证和消费确认(ack)
  8. 8. 八、总结