RabbitMQ集群架构

RabbitMQ中默认带有集群功能，这是它与其他消息队列的一个最明显的区别

RabbitMQ内建集群的目的有

• 允许消费者和生产者在Rabbit节点崩溃的情况下继续正常工作
• 通过添加更多的节点来线性扩展消息通信的吞吐量

RabbitMQ集群不能保证消息万无一失，默认情况下，RabbitMQ不会将队列上的内容复制到集群中的其他节点，那么如果某个节点崩溃了，那么消息就丢失了

RabbitMQ四种元数据

• 队列元数据：队列属性(名称，排他，持久化等)
• 交换器元数据：交换器属性(名称，排他，持久化等)
• 绑定元数据：消息路由的依据
• vhost元数据：为每个vhost内的队列、交换器和绑定提供命名空间和安全属性

集群中的队列

单节点的RabbitMQ中，队列的所有信息(元数据，状态，内容)等都完全存储在该节点上，但是集群中的RabbitMQ，队列的信息只会在单个节点而不是在所有节点上，当队列被创建后，只有在队列创建的节点上才能知道队列的信息，集群中其他节点都不知道该队列的信息，如果集群崩溃，那么该队列所有的信息都将丢失(与队列相关的绑定，附加在队列上的消费者等信息)。新版本(2.6.0之后)的RabbitMQ提供了镜像集群来解决该问题

RabbitMQ为什么不将队列信息复制到所有的集群节点上

• 存储空间：每个节点都要存储相同数量的队列信息，一份消息占用多个磁盘空间
• 性能：每发布一条消息都需要将消息复制到所有的节点上，增加网络和磁盘的负载

分布交换器

实际上，交换器只是一个保存了路由键和队列对应关系的查询表，真正路由消息的其实是信道

RabbitMQ的消息路由机制：当消息发布时，信道会到交换器中查询匹配的队列信息，查询到队列信息后，信道会将消息路由到匹配路由键的队列中，队列在本质就是队列在Erlang的地址

集群中的每个节点都会保存交换器的信息，这样在节点故障后，故障节点上的生产者重新连接到集群上，就可以继续向交换器中发布消息了

如果消息在发布到信道后，路由到队列前节点崩溃，会出现什么情况

消息可能会丢失

为了保证消息不丢失，可以采取两种方式

• AMQP事务机制
• 发送方确认机制：当消息发送后，将信道置为confirm模式，RabbitMQ会为每条消息生成一个唯一ID，并且维护一个该ID列表，如果消息被成功发送，那么该ID会从ID列表中移除，否则表示该消息发送失败

内存节点还是磁盘节点

• 内存节点：将队列、交换器、绑定、用户、权限、vhost等元数据信息都存储在内存中
• 磁盘节点：将队列、交换器、绑定、用户、权限、vhost等元数据信息都存储在磁盘中

单节点的RabbitMQ只支持磁盘节点，否则重启后所有数据都将丢失，集群中RabbitMQ可以将部分节点设置为内存节点

数据存储在内存中的主要原因是为了加快对队列、交换器等操作的速度

当在集群中声明队列、交换器或者绑定时，这些操作会等到所有集群节点都成功提交元数据后才返回，比如你声明一个交换器，然后要等到集群中所有节点都提交完成后，这次声明才算完成，对于内存节点，这些操作只是写入内存，但是对于磁盘节点，这些操作都是要进行磁盘I/O操作的，这个过程是非常缓慢的，会严重拖累RabbitMQ的吞吐量

RabbitMQ要求集群中至少有一个节点是磁盘节点，通常会设置为两个，保证任何时候至少有一个节点是可用的，在任何时候都能够对集群元数据信息进行变更操作

当节点加入或者离开集群时，必须要将该变更通知到至少一个磁盘节点，如果集群中的磁盘节点都崩溃了，那么集群还可以继续路由消息，但是不能做任何更改集群元数据信息的操作，包括

• 创建队列
• 创建交换器
• 创建绑定
• 添加用户
• 更改权限
• 添加或删除集群节点

内存节点重启后，会连接到预先配置的磁盘节点，下载当前集群元数据拷贝，如果该内存节点不知道所有的磁盘节点，并且它预设置的磁盘节点崩溃，那么它就无法找到集群，所以在添加内存节点时，要把所有的集群节点都告知给内存节点