MQ消息队列（五）——RabbitMQ进阶 MQ集群+集群的部署+集群的扩容

一、MQ集群

1.1集群分类

RabbitMQ是基于Erlang语言编写的，而Erlang又是一个面向并发的语言，天然支持集群模式。RabbitMQ的集群有两种模式：

• 普通集群：时钟分布式集群，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。
• 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，提高了数据的可用性。

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RabbitMQ3.8版本之后推出了仲裁队列来代替镜像集群，底层采用了Raft协议确保主从的数据一致性。

1.2 普通集群

1.2.1 集群结构和特征

普通集群，或则成为标准集群，具备以下特征：

• 会在集群的各个节点共享部分数据,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，队列中的消息就会消失

结构图：

1.2.2部署集群

1.2.2.1普通模式

• 普通模式：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。
• 镜像模式：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。

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

1.2.2.2 获取Cookie

RabbitMQ底层依赖于Erlang，而Eelang虚拟机就是一个面向分布式的语言，默认就是支持集群模式。集群模式中的每个RabbitMQ节点使用cookie来确定他们是否被允许相互通信。
要使两个节点能够通信，他们必须具有相同的共享秘密，成为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备相同的cookie。是咧之间也需要他来相互同行。

我们现在值钱启动mq容器中获取一个cookie值，作为集群的cookie。执行下面命令：

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

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

docker rm -f mq
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1.2.2.3 准备集群配置

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

loopback_users.guest = false
listeners.tcp.default = 5672
cluster_formation.peer_discovery_backend = rabbit_peer_discovery_classic_config
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cookie
echo "FXZMCVGLBIXZCDEMMVZQ" > .erlang.cookie
# 修改cookie文件的权限
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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1.2.2.4 启动集群

创建一个网络，集群的运行要在同一个网络中完成。

docker network create mq-net
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创建数据卷 运行命令：

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=chen \
-e RABBITMQ_DEFAULT_PASS=123456 \
--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=chen\
-e RABBITMQ_DEFAULT_PASS=123456\
--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=chen \
-e RABBITMQ_DEFAULT_PASS=123456\
--hostname mq3 \
-p 8073:5672 \
-p 8083:15672 \
rabbitmq:3.8-management
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1.2.2.5 测试

在mq1这个节点上添加一个队列：
如图，在mq2和mq3两个控制台也都能看到：

1.2.2.6 数据共享测试

点击任意一个队列，进入管理页面：
然后利用控制台发送一条消息到这个队列：
结果在mq2、mq3上都能看到这条消息：

1.2.2.7 可用性测试

我们让其中一台节点mq1宕机：

docker stop mq1
1

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。

1.3 镜像集群

1.3.1集群结构和特征

镜像集群：本质是主从模式，具备下面特征：

• 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。
• 创建队列的节点被称为该队列的主节点，备份到其他节点叫做该队列的镜像节点。
• 一个队列的主节点可能是另一个队列的镜像节点
• 所有操作多事主节点完成，然后同步给镜像节点
• 主机宕机后，镜像节点会代替成为新的主节点

结构如图：

1.3.2 镜像集群的部署

在1.2.2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

1.3.2.1 镜像模式的特征

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。
总结如下：

• 镜像队列结构是一主多从（从就是镜像）
• 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）

1.3.2.2 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。
语法实例：

1.3.2.3 exactly模式

rabbitmqctl set_policy ha-two "^two\." '{"ha-mode":"exactly","ha-params":2,"ha-sync-mode":"automatic"}'
1

命令解读：

• 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

1.3.2.4 all模式

rabbitmqctl set_policy ha-all "^all\." '{"ha-mode":"all"}'
1

命令的解读

• 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

1.3.2.5 nodes模式

rabbitmqctl set_policy ha-nodes "^nodes\." '{"ha-mode":"nodes","ha-params":["rabbit@nodeA", "rabbit@nodeB"]}'
1

命令解读：

• 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

1.3.3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.
运行命令：

docker exec -it mq1 rabbitmqctl set_policy ha-two "^two\." '{"ha-mode":"exactly","ha-params":2,"ha-sync-mode":"automatic"}'
1

创建新队列：
在任意一个mq控制台查看队列：

1.3.4 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：

1.3.5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：

查看队列状态：

1.4 仲裁队列

1.4.1 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，具备以下特征：

• 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，强一致性

1.4.2 部署

1.4.2.1 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。
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.

1.4.2.2 测试

和对镜像集群的测试一样。

1.4.3 Java代码创建仲裁队列

@Bean
public Queue quorumQueue(){
    return QueueBuilder
           .durable("quorum.queue")
           .quorum() 
           .build();
}
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1.4.4 SpringAMQP连接MQ集群

注意，这里使用address来代替host、port方式

spring:
  rabbitmq:
    addresses: 192.168.253.105:8071, 192.168.253.105:8072, 192.168.253.105:8073
    username: chen
    password: 123456
    virtual-host: /
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1.4.5 集群的扩容

1.4.5.1 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=chen \
-e RABBITMQ_DEFAULT_PASS=123456 \
--name mq4 \
--hostname mq5 \
-p 8074:15672 \
-p 8084:15672 \
rabbitmq:3.8-management
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2）进入容器控制台：

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
1

1.4.5.2 增加仲裁队列副本

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：

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"
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查看控制台，发现quorum.queue的镜像数量也从原来的 +2 变成了 +3：