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接上一篇：RabbitMQ（四） | 惰性队列 - 解决消息堆积问题

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1.集群分类

RabbitMQ的是基于Erlang语言编写，而Erlang又是一个面向并发的语言，天然支持集群模式。
在RabbitMQ的官方文档中，讲述了两种集群的配置方式：

• 普通集群：是一种分布式集群，将队列分散到集群的各个节点，从而提高整个集群的并发能力。

普通模式集群不进行数据同步，每个MQ都有自己的队列、数据信息（其它元数据信息如交换机等会同步）。例如我们有2个MQ：mq1，和mq2，如果你的消息在mq1，而你连接到了mq2，那么mq2会去mq1拉取消息，然后返回给你。如果mq1宕机，消息就会丢失

• 镜像集群：是一种主从集群，普通集群的基础上，添加了主从备份功能，提高集群的数据可用性。

与普通模式不同，队列会在各个mq的镜像节点之间同步，因此你连接到任何一个镜像节点，均可获取到消息。而且如果一个节点宕机，并不会导致数据丢失。不过，这种方式增加了数据同步的带宽消耗。

镜像集群虽然支持主从，但主从同步并不是强一致的，某些情况下可能有数据丢失的风险。因此在RabbitMQ的3.8版本以后，推出了新的功能：仲裁队列来代替镜像集群，底层采用Raft协议确保主从的数据一致性。

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2.普通集群

2.1.集群结构和特征

普通集群，或者叫标准集群（classic cluster），具备下列特征：

• 会在集群的各个节点间共享部分数据，包括：交换机、队列元信息。不包含队列中的消息。
• 当访问集群某节点时，如果队列不在该节点，会从数据所在节点传递到当前节点并返回
• 队列所在节点宕机，队列中的消息就会丢失

结构如图：

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2.2.部署

2.2.1.集群部署计划

我们先来看普通模式集群，我们的计划部署3节点的mq集群：

集群中的节点标示默认都是：rabbit@[hostname]，因此以上三个节点的名称分别为：

• rabbit@mq1
• rabbit@mq2
• rabbit@mq3

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2.2.2.获取cookie

RabbitMQ底层依赖于Erlang，而Erlang虚拟机就是一个面向分布式的语言，默认就支持集群模式。集群模式中的每个RabbitMQ 节点使用 cookie 来确定它们是否被允许相互通信。

要使两个节点能够通信，它们必须具有相同的共享秘密，称为Erlang cookie。cookie 只是一串最多 255 个字符的字母数字字符。

每个集群节点必须具有相同的 cookie。实例之间也需要它来相互通信。

我们先在之前启动的rabbitmq容器中获取一个cookie值，作为集群的cookie。执行下面的命令：

docker exec -it rabbitmq cat /var/lib/rabbitmq/.erlang.cookie
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可以看到cookie值如下：

FSRMNTTIHSRYYLSHLHGK
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接下来，停止并删除当前的rabbitmq容器，我们重新搭建集群。

docker rm -f rabbitmq
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清理数据卷

docker volume prune
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2.2.3.准备集群配置

在/tmp目录新建一个配置文件rabbitmq.conf：

cd /tmp
# 创建文件
touch rabbitmq.conf
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文件内容如下：

# 禁用guest用户
loopback_users.guest = false
# 监听端口
listeners.tcp.default = 5672
cluster_formation.peer_discovery_backend = rabbit_peer_discovery_classic_config
# 集群中的节点信息
cluster_formation.classic_config.nodes.1 = rabbit@mq1
cluster_formation.classic_config.nodes.2 = rabbit@mq2
cluster_formation.classic_config.nodes.3 = rabbit@mq3
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再创建一个文件，记录cookie

cd /tmp
# 创建cookie文件
touch .erlang.cookie
# 写入上一步得到的cookie
echo "FSRMNTTIHSRYYLSHLHGK" > .erlang.cookie
# 修改cookie文件的权限（当前用户的读写权限）
chmod 600 .erlang.cookie
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准备三个目录，mq1、mq2、mq3：

cd /tmp
# 创建目录
mkdir mq1 mq2 mq3
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然后拷贝rabbitmq.conf、cookie文件（.erlang.cookie）到mq1、mq2、mq3：

# 进入/tmp
cd /tmp
# 拷贝
cp rabbitmq.conf mq1
cp rabbitmq.conf mq2
cp rabbitmq.conf mq3
cp .erlang.cookie mq1
cp .erlang.cookie mq2
cp .erlang.cookie mq3
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2.2.4.启动集群

为了让三个mq的docker容器互联，创建一个网络：

docker network create mq-net
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运行命令（挂载当前目录（${PWD}）下文件夹中的文件到容器中对应的配置文件和cookie文件）

docker run -d --net mq-net \
-v ${PWD}/mq1/rabbitmq.conf:/etc/rabbitmq/rabbitmq.conf \
-v ${PWD}/.erlang.cookie:/var/lib/rabbitmq/.erlang.cookie \
-e RABBITMQ_DEFAULT_USER=huangtu \
-e RABBITMQ_DEFAULT_PASS=huangtu \
--name mq1 \
--hostname mq1 \
-p 8071:5672 \
-p 8081:15672 \
rabbitmq:3.8-management
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docker run -d --net mq-net \
-v ${PWD}/mq2/rabbitmq.conf:/etc/rabbitmq/rabbitmq.conf \
-v ${PWD}/.erlang.cookie:/var/lib/rabbitmq/.erlang.cookie \
-e RABBITMQ_DEFAULT_USER=huangtu \
-e RABBITMQ_DEFAULT_PASS=huangtu \
--name mq2 \
--hostname mq2 \
-p 8072:5672 \
-p 8082:15672 \
rabbitmq:3.8-management
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docker run -d --net mq-net \
-v ${PWD}/mq3/rabbitmq.conf:/etc/rabbitmq/rabbitmq.conf \
-v ${PWD}/.erlang.cookie:/var/lib/rabbitmq/.erlang.cookie \
-e RABBITMQ_DEFAULT_USER=huangtu \
-e RABBITMQ_DEFAULT_PASS=huangtu \
--name mq3 \
--hostname mq3 \
-p 8073:5672 \
-p 8083:15672 \
rabbitmq:3.8-management
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查看各个容器的启动日志：
开启三个linux窗口，每个窗口执行mq1、mq2、mq3对应的查看日志命令：

docker logs -f mq1
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docker logs -f mq2
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docker logs -f mq3
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登录查看RabbitMQ控制台，可以看到集群对应的是三个节点：

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2.2.5.测试

在mq1这个节点上添加一个队列：

创建成功后，大家自行在mq2和mq3两个控制台查看刚刚这个队列，队列的节点是不会变的，普通集群的其他节点只是引用：

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2.2.5.1.数据共享测试

点击这个队列，进入管理页面，添加一条信息（这里我点了两次）：

结果在mq2、mq3上都能看到这条消息：

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2.2.5.2.可用性测试

我们让其中一台节点mq1宕机：

docker stop mq1
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然后登录mq2或mq3的控制台，发现simple.queue也不可用了：

说明数据并没有拷贝到mq2和mq3。

重新启动，则会恢复。

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3.镜像集群

镜像模式

在刚刚的案例中，一旦创建队列的主机宕机，队列就会不可用。不具备高可用能力。如果要解决这个问题，必须使用官方提供的镜像集群方案。

官方文档地址：https://www.rabbitmq.com/ha.html

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3.1.集群结构和特征

默认情况下，队列只保存在创建该队列的节点上。而镜像模式下，创建队列的节点被称为该队列的主节点，队列还会拷贝到集群中的其它节点，也叫做该队列的镜像节点。
但是，不同队列可以在集群中的任意节点上创建，因此不同队列的主节点可以不同。甚至，一个队列的主节点可能是另一个队列的镜像节点。
用户发送给队列的一切请求，例如发送消息、消息回执默认都会在主节点完成，如果是从节点接收到请求，也会路由到主节点去完成。镜像节点仅仅起到备份数据作用。
当主节点接收到消费者的ACK时，所有镜像都会删除节点中的数据。

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镜像集群：本质是主从模式，具备下面的特征：

• 创建队列的节点被称为该队列的主节点，备份到的其它节点叫做该队列的镜像节点。
• 镜像队列结构是一主多从（从就是镜像）
• 交换机、队列、队列中的消息会在各个mq的镜像节点之间同步备份。
• 一个队列的主节点可能是另一个队列的镜像节点
• 所有操作都是主节点完成，然后同步给镜像节点
• 主宕机后，镜像节点会替代成新的主（如果在主从同步完成前，主就已经宕机，可能出现数据丢失）
• 不具备负载均衡功能，因为所有操作都会有主节点完成（但是不同队列，其主节点可以不同，可以利用这个提高吞吐量）

结构如图：

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3.2.镜像模式的配置

镜像模式的配置有3种模式：

这里我们以rabbitmqctl命令作为案例来讲解配置语法。

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3.2.1.exactly模式

rabbitmqctl set_policy ha-two "^two\." '{"ha-mode":"exactly","ha-params":2,"ha-sync-mode":"automatic"}'
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• rabbitmqctl set_policy：固定写法
• ha-two：策略名称，自定义
• "^two\."：匹配队列的正则表达式，符合命名规则的队列才生效，这里是任何以two.开头的队列名称
• '{"ha-mode":"exactly","ha-params":2,"ha-sync-mode":"automatic"}': 策略内容
  • "ha-mode":"exactly"：策略模式，此处是exactly模式，指定副本数量
  • "ha-params":2：策略参数，这里是2，就是副本数量为2，1主1镜像
  • "ha-sync-mode":"automatic"：同步策略，默认是manual，即新加入的镜像节点不会同步旧的消息。如果设置为automatic，则新加入的镜像节点会把主节点中所有消息都同步，会带来额外的网络开销

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3.2.2.all模式

rabbitmqctl set_policy ha-all "^all\." '{"ha-mode":"all"}'
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• ha-all：策略名称，自定义
• "^all\."：匹配所有以all.开头的队列名
• '{"ha-mode":"all"}'：策略内容
  • "ha-mode":"all"：策略模式，此处是all模式，即所有节点都会称为镜像节点

3.2.3.nodes模式

rabbitmqctl set_policy ha-nodes "^nodes\." '{"ha-mode":"nodes","ha-params":["rabbit@nodeA", "rabbit@nodeB"]}'
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• rabbitmqctl set_policy：固定写法
• ha-nodes：策略名称，自定义
• "^nodes\."：匹配队列的正则表达式，符合命名规则的队列才生效，这里是任何以nodes.开头的队列名称
• '{"ha-mode":"nodes","ha-params":["rabbit@nodeA", "rabbit@nodeB"]}': 策略内容
  • "ha-mode":"nodes"：策略模式，此处是nodes模式
  • "ha-params":["rabbit@mq1", "rabbit@mq2"]：策略参数，这里指定副本所在节点名称

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3.2.4.测试

我们使用exactly模式的镜像，因为集群节点数量为3，因此镜像数量就设置为2.

运行下面的命令：

docker exec -it mq1 rabbitmqctl set_policy ha-two "^two\." '{"ha-mode":"exactly","ha-params":2,"ha-sync-mode":"automatic"}'
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3.2.4.1.创建一个新的队列

创建一个新的队列：

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在任意一个mq控制台查看队列：

这里我在mq1控制台看

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3.2.4.2.测试数据共享

给two.queue发送一条消息：

然后在mq1、mq2、mq3的任意控制台查看消息：

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3.2.4.3.测试高可用

现在，我们让two.queue的主节点mq1宕机：

docker stop mq1
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查看集群状态：

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查看队列状态：

发现集群队列依然是健康的！并且其主节点切换到了rabbit@mq2上

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4.仲裁队列

4.1.集群特征

仲裁队列：仲裁队列是3.8版本以后才有的新功能，用来替代镜像队列，具备下列特征：

• 与镜像队列一样，都是主从模式，支持主从数据同步
• 使用非常简单，没有复杂的配置
• 主从同步基于Raft协议，保证强一致

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4.2.添加仲裁队列

在任意控制台添加一个队列，一定要选择队列类型为Quorum类型。

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在任意控制台查看队列：

可以看到，仲裁队列的 + 2字样。代表这个队列有2个镜像节点。

因为仲裁队列默认的镜像数为5。如果你的集群有7个节点，那么镜像数肯定是5；而我们集群只有3个节点，因此镜像数量就是3.

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4.3.测试

新增一个消息：

然后再任意节点去查看这个消息，自行查看。

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4.4.Java代码创建仲裁队列

修改yml文件，连接MQ集群

注意：这里用address来代替host、port方式

spring:
  rabbitmq:
#    host: 192.168.188.128 # rabbitMQ的ip地址
#    port: 5672 # 端口
    addresses: 192.168.188.128:8071, 192.168.188.128:8072, 192.168.188.128:8073
    username: huangtu
    password: huangtu
    virtual-host: /
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在consumr服务端创建一个仲裁队列QuorumConfig配置类

import org.springframework.amqp.core.Queue;
import org.springframework.amqp.core.QueueBuilder;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;

@Configuration
public class QuorumConfig {
    @Bean
	public Queue quorumQueue() {
	    return QueueBuilder
	        .durable("quorum.queue2") // 持久化
	        .quorum() // 仲裁队列
	        .build();
	}
}
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启动consumer服务，在任意mq控制台查看，可以看到quorum.queue2队列已经创建好了：

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5.集群扩容

5.1.加入集群

1）启动一个新的MQ容器：

docker run -d --net mq-net \
-v ${PWD}/.erlang.cookie:/var/lib/rabbitmq/.erlang.cookie \
-e RABBITMQ_DEFAULT_USER=huangtu \
-e RABBITMQ_DEFAULT_PASS=huangtu \
--name mq4 \
--hostname mq4 \
-p 8074:15672 \
-p 8084:15672 \
rabbitmq:3.8-management
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2）进入容器控制台（依次执行以下命令）：

docker exec -it mq4 bash
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3）停止mq进程

rabbitmqctl stop_app
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4）重置RabbitMQ中的数据：

rabbitmqctl reset
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5）加入mq1：

rabbitmqctl join_cluster rabbit@mq1
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6）再次启动mq进程

rabbitmqctl start_app
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在任意控制台查看，可以看到新的节点已经加入进来了

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5.2.增加仲裁队列副本

目前都是+2

我们先查看下quorum.queue这个队列目前的副本情况，进入mq1容器：

docker exec -it mq1 bash
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执行命令：

rabbitmq-queues quorum_status "quorum.queue"
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结果：

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现在，我们让mq4也加入进来：

rabbitmq-queues add_member "quorum.queue" "rabbit@mq4"
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结果：

再次查看：

rabbitmq-queues quorum_status "quorum.queue"
1

结果：

查看任意节点的控制台，发现quorum.queue的镜像数量也从原来的 +2 变成了 +3：

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