RabbitMQ面试题
RabbitMQ 是什么?
RabbitMQ 是实现了高级消息队列协议(AMQP
)的开源消息代理软件(亦称面向消息的中间件)。RabbitMQ 服务器是用 Erlang 语言编写的,而群集和故障转移是构建在开放电信平台框架上的。所有主要的编程语言均有与代理接口通讯的客户端库。
PS: 也可能直接问什么是消息队列?消息队列就是一个使用队列来通信的组件。
RabbitMQ 特点?
可靠性: RabbitMQ 使用一些机制来保证可靠性, 如持久化、传输确认及发布确认等。
灵活的路由 : 在消息进入队列之前,通过交换器来路由消息。对于典型的路由功能, RabbitMQ 己经提供了一些内置的交换器来实现。针对更复杂的路由功能,可以将多个 交换器绑定在一起, 也可以通过插件机制来实现自己的交换器。
扩展性: 多个 RabbitMQ 节点可以组成一个集群,也可以根据实际业务情况动态地扩展 集群中节点。
高可用性 : 队列可以在集群中的机器上设置镜像,使得在部分节点出现问题的情况下队 列仍然可用。
多种协议: RabbitMQ 除了原生支持 AMQP 协议,还支持 STOMP, MQTT 等多种消息 中间件协议。
多语言客户端 :RabbitMQ 几乎支持所有常用语言,比如 Java、 Python、 Ruby、 PHP、 C#、 JavaScript 等。
管理界面 : RabbitMQ 提供了一个易用的用户界面,使得用户可以监控和管理消息、集 群中的节点等。
插件机制 : RabbitMQ 提供了许多插件 , 以实现从多方面进行扩展,当然也可以编写自 己的插件。
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。目前 RabbitMQ 最新版本默认支持的是 AMQP 0-9-1。
AMQP 协议 3 层?
Module Layer: 协议最高层,主要定义了一些客户端调用的命令,客户端可以用这些命令实现自己的业务逻辑。
Session Layer: 中间层,主要负责客户端命令发送给服务器,再将服务端应答返回客户端,提供可靠性同步机制和错误处理。
TransportLayer: 最底层,主要传输二进制数据流,提供帧的处理、信道服用、错误检测和数据表示等。
AMQP 模型的几大组件?
交换器 (Exchange):消息代理服务器中用于把消息路由到队列的组件。 队列 (Queue):用来存储消息的数据结构,位于硬盘或内存中。 绑定 (Binding):一套规则,告知交换器消息应该将消息投递给哪个队列。说说生产者 Producer 和消费者 Consumer?
生产者
消息生产者,就是投递消息的一方。
消息一般包含两个部分:消息体(payload
) 和标签 (Label
)。
消费者
消费消息,也就是接收消息的一方。
消费者连接到 RabbitMQ 服务器,并订阅到队列上。消费消息时只消费消息体,丢弃标签。
为什么需要消息队列?
从本质上来说是因为互联网的快速发展,业务不断扩张,促使技术架构需要不断的演进。
从以前的单体架构到现在的微服务架构,成百上千的服务之间相互调用和依赖。从互联网初期一个服务器上有 100 个在线用户已经很了不得,到现在坐拥 10 亿日活的微信。此时,我们需要有一个「工具」来解耦服务之间的关系、控制资源合理合时的使用以及缓冲流量洪峰等等。因此,消息队列就应运而生了。
它常用来实现:异步处理
、服务解耦
、流量控制(削峰)
。
说说 Broker 服务节点、Queue 队列、Exchange 交换器?
Broker 可以看做 RabbitMQ 的服务节点。一般请下一个 Broker 可以看做一个 RabbitMQ 服务器。 Queue:RabbitMQ 的内部对象,用于存储消息。多个消费者可以订阅同一队列,这时队列中的消息会被平摊(轮询)给多个消费者进行处理。 Exchange: 生产者将消息发送到交换器,由交换器将消息路由到一个或者多个队列中。当路由不到时,或返回给生产者或直接丢弃。消息队列有什么优缺点
优点上面已经说了,就是在特殊场景下有其对应的好处,解耦、异步、削峰。缺点有以下几个:
系统可用性降低 系统引入的外部依赖越多,越容易挂掉。万一 MQ 挂了,MQ 一挂,整套系统崩 溃,你不就完了?
系统复杂度提高 硬生生加个 MQ 进来,你怎么保证消息没有重复消费?怎么处理消息丢失的情况?
怎么保证消息传递的顺序性?问题一大堆。
一致性问题 A 系统处理完了直接返回成功了,人都以为你这个请求就成功了;但是问题是,要是 BCD 三个系统那里,BD 两个系统写库成功了,结果 C 系统写库失败了,咋整?你这数据就不一致 了。
如何保证消息的可靠性?
消息到 MQ 的过程中搞丢,MQ 自己搞丢,MQ 到消费过程中搞丢。
生产者到RabbitMQ
:事务机制和 Confirm 机制,注意:事务机制和 Confirm 机制是互斥的,两者不能共存,会导致 RabbitMQ 报错。
RabbitMQ自身
:持久化、集群、普通模式、镜像模式。
RabbitMQ到消费者
:basicAck 机制、死信队列、消息补偿机制。
什么是 RoutingKey 路由键?
生产者将消息发送给交换器的时候,会指定一个 RoutingKey
, 用来指定这个消息的路由规则,这个 RoutingKey
需要与交换器类型和绑定键 (BindingKey
) 联合使用才能最终生效。
Binding 绑定?
通过绑定将交换器和队列关联起来,一般会指定一个 BindingKey
, 这样 RabbitMq 就知道如何正确路由消息到队列了。
交换器 4 种类型?
主要有以下 4 种。
fanout: 把所有发送到该交换器的消息路由到所有与该交换器绑定的队列中。
direct: 把消息路由到 BindingKey 和 RoutingKey 完全匹配的队列中。
topic:
匹配规则:
1 | RoutingKey` 为一个 点号'.': 分隔的字符串。比如: `java.xiaoka.show |
BindingKey
和 RoutingKey
一样也是点号 “.“分隔的字符串。
BindingKey
可使用 * 和 # 用于做模糊匹配,* 匹配一个单词,# 匹配多个或者 0 个
headers
: 不依赖路由键匹配规则路由消息。是根据发送消息内容中的 headers
属性进行匹配。性能差,基本用不到。
生产者消息运转?
Producer
先连接到 Broker, 建立连接 Connection, 开启一个信道 (Channel)。
Producer
声明一个交换器并设置好相关属性。
Producer
声明一个队列并设置好相关属性。
Producer
通过路由键将交换器和队列绑定起来。
Producer
发送消息到 Broker
, 其中包含路由键、交换器等信息。
相应的交换器根据接收到的路由键查找匹配的队列。
如果找到,将消息存入对应的队列,如果没有找到,会根据生产者的配置丢弃或者退回给生产者。
关闭信道。
管理连接。
消费者接收消息过程?
Producer
先连接到 Broker
, 建立连接 Connection
, 开启一个信道 (Channel
)。
向 Broker
请求消费响应的队列中消息,可能会设置响应的回调函数。
等待 Broker
回应并投递相应队列中的消息,接收消息。
消费者确认收到的消息,ack
。
RabbitMq
从队列中删除已经确定的消息。
关闭信道。
关闭连接。
交换器无法根据自身类型和路由键找到符合条件队列时,有哪些处理?
mandatory :true 返回消息给生产者。 mandatory: false 直接丢弃。死信队列?
DLX,全称为 Dead-Letter-Exchange
,死信交换器,死信邮箱。当消息在一个队列中变成死信 (dead message
) 之后,它能被重新被发送到另一个交换器中,这个交换器就是 DLX,绑定 DLX 的队列就称之为死信队列。
导致的死信的几种原因?
消息被拒(Basic.Reject /Basic.Nack
) 且 requeue = false
。
消息 TTL 过期。
队列满了,无法再添加。
延迟队列?
存储对应的延迟消息,指当消息被发送以后,并不想让消费者立刻拿到消息,而是等待特定时间后,消费者才能拿到这个消息进行消费。
优先级队列?
优先级高的队列会先被消费。 可以通过x-max-priority
参数来实现。
当消费速度大于生产速度且 Broker 没有堆积的情况下,优先级显得没有意义。
事务机制?
RabbitMQ 客户端中与事务机制相关的方法有三个:
channel.txSelect
用于将当前的信道设置成事务模式。
channel . txCommit
用于提交事务 。
channel . txRollback
用于事务回滚,如果在事务提交执行之前由于 RabbitMQ 异常崩溃或者其他原因抛出异常,通过 txRollback 来回滚。
发送确认机制?
生产者把信道设置为 confirm
确认模式,设置后,所有再改信道发布的消息都会被指定一个唯一的 ID,一旦消息被投递到所有匹配的队列之后,RabbitMQ 就会发送一个确认(Basic.Ack
) 给生产者(包含消息的唯一 ID),这样生产者就知道消息到达对应的目的地了。
消费者获取消息的方式?
推 拉消费者某些原因无法处理当前接受的消息如何来拒绝?
channel .basicNack channel .basicReject
消息传输保证层级?
At most once
: 最多一次。消息可能会丢失,但不会重复传输。
At least once
:最少一次。消息绝不会丢失,但可能会重复传输。
Exactly once
: 恰好一次,每条消息肯定仅传输一次。
了解 Virtual Host 吗?
每一个 RabbitMQ 服务器都能创建虚拟的消息服务器,也叫虚拟主机 (virtual host),简称 vhost。默认为 “/”。
集群中的节点类型?
内存节点:ram, 将变更写入内存。
磁盘节点:disc, 磁盘写入操作。
RabbitMQ 要求最少有一个磁盘节点。
队列结构?
通常由以下两部分组成?
rabbit_amqqueue_process
: 负责协议相关的消息处理,即接收生产者发布的消息、向消费者交付消息、处理消息的确认 (包括生产端的 confirm 和消费端的 ack) 等。
backing_queue
: 是消息存储的具体形式和引擎,并向 rabbit amqqueue process
提供相关的接口以供调用。
RabbitMQ 中消息可能有的几种状态?
alpha
: 消息内容 (包括消息体、属性和 headers) 和消息索引都存储在内存中 。
beta
: 消息内容保存在磁盘中,消息索引保存在内存中。
gamma
: 消息内容保存在磁盘中,消息索引在磁盘和内存中都有 。
delta
: 消息内容和索引都在磁盘中 。
在何种场景下使用了消息中间件?
接口之间耦合比较严重 面对大流量并发时,容易被冲垮 存在性能问题生产者如何将消息可靠投递到 MQ?
Client 发送消息给 MQ;
MQ 将消息持久化后,发送 Ack 消息给 Client,此处有可能因为网络问题导致 Ack 消息无法发送到 Client,那么 Client 在等待超时后,会重传消息;
Client 收到 Ack 消息后,认为消息已经投递成功。
MQ 如何将消息可靠投递到消费者?
MQ 将消息 push 给 Client(或 Client 来 pull 消息)
Client 得到消息并做完业务逻辑
Client 发送 Ack 消息给 MQ,通知 MQ 删除该消息,此处有可能因为网络问题导致 Ack 失败,那么 Client 会重复消息,这里就引出消费幂等的问题;
MQ 将已消费的消息删除
如何保证 RabbitMQ 消息队列的高可用?
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:意思就是在多台机器上启动多个 RabbitMQ 实例,每个机器启动一个。
镜像集群模式:这种模式,才是所谓的 RabbitMQ 的高可用模式,跟普通集群模式不一样的是,你创建的 queue,无论元数据 (元数据指 RabbitMQ 的配置数据) 还是 queue 里的消息都会存在于多个实例上,然后每次你写消息到 queue 的时候,都会自动把消息到多个实例的 queue 里进行消息同步。