RabbitMQ高可用-镜像模式部署使用
一、概述
RabbitMQ的Cluster集群模式一般分为两种，普通模式和镜像模式。消息队列通过rabbitmq HA镜像队列进行消息队列实体复制。
RabbitMQ集群普通模式考虑到性能和存储空间，仅采用元数据同步的方式。即其他节点不会实际存储消息数据。
生产者和消费者连接在哪个节点上，则消息就存储在哪个节点上，其他节点仅会存储元数据，如果消费者获取的数据不在当前节点上，则内部会路由到实际存储消息的节点上。
我们在实际集群部署时，考虑到高可用性，一般都会使用镜像模式。
在RabbitMQ集群中的节点只有两种类型：内存节点/磁盘节点，单节点系统只运行磁盘类型的节点。而在集群中，可以选择配置部分节点为内存节点。内存节点，就是将元数据（metadata）都放在内存里，磁盘节点就是放在磁盘上。如果RabbitMQ是单节点运行，默认就是磁盘节点。在RabbitMQ集群里，至少有一个磁盘节点，它用来持久保存元数据。新的节点加入集群后，会从磁盘节点上拷贝数据。但是，集群里也不必要每个节点都是磁盘节点，这主要是性能问题。例如，压力大的RPC服务，每秒都要创建和销毁数百个队列，如果集群里都是磁盘节点，意味着队列定义在每个节点上，都要写入磁盘才算成功，这样就会非常慢。
如果集群里只有一个磁盘节点，这个节点挂了，会发生什么？此时消息路由机制仍可正常进行（可以正常投递和消费消息），但是不能做如下事：create queues，create exchanges，create bindings，add users，change permissions，add or remove cluster nodes
所以，考虑到高可用性，推荐在集群里保持2个磁盘节点，这样一个挂了，另一个还可正常工作。但上述最后一点，往集群里增加或删除节点，要求2个磁盘节点同时在线。
如果2个节点，则建议都设为磁盘节点，如果3个节点，则可2个磁盘节点+1个内存节点。
RabbitMQ安装可参考上一篇博文：https://www.cnblogs.com/huligong1234/p/13548573.html
部署方案：
CentOS7.8 x64
mq01:192.168.100
mq02:192.168.101
二、配置普通集群模式
把mq01的cookie值复制到mq02服务器
配置cookie
vi /var/lib/rabbitmq/.erlang.cookie
确保rabbitMQ服务处于停止状态：service rabbitmq-server stop
确保2个节点的coolie文件使用相同的值
cookie文件默认路径为/var/lib/rabbitmq/.erlang.cookie（RPM安装）
或者$home/.erlang.cookie（解压方式安装）
.erlang.cookie设置可写
chmod u+w /var/lib/rabbitmq/.erlang.cookie
加入集群（默认加入的为磁盘节点）
rabbitmqctl join_cluster rabbit@mq02
如果要使用内存节点，则可以使用
rabbitmqctl join_cluster --ram rabbit@mq02
查看集群状态
rabbitmqctl cluster_status
三、配置镜像集群模式
3.1.通过命令行配置
rabbitmqctl set_policy [ha-all] "^" '{"ha-mode":"all"}' //策略正则表达式为 “^” 表示所有匹配所有队列名称
rabbitmqctl set_policy -p [虚拟主机名称] [策略名称如ha-all ] "^" '{"ha-mode":"all" , "ha-sync-mode":"automatic"}'
在任意一个节点上执行：
rabbitmqctl set_policy ha-all "^" '{"ha-mode":"all" , "ha-sync-mode":"automatic"}'
或者指定vhost:
rabbitmqctl set_policy -p demo ha-all "^" '{"ha-mode":"all" , "ha-sync-mode":"automatic"}'
将所有队列设置为镜像队列，即队列会被复制到各个节点，各个节点状态保持一直。
到这里，RabbitMQ 高可用集群就已经搭建好了，最后一个步骤就是搭建均衡器。
策略名称：自定义
“^”：匹配所有队列
ha-sync-mode: 默认为手动，可以配置为自动，区别在于，如果是自动做镜像回复，则该队列会处于不可用状态直到同步完成
3.2.通过管理界面配置
界面配置示例(http://ip:15672/)：
配置完后：
四、配置高可用
可以采用HAProxy+Keepalived 或 Nginx+Keepalived方式来部署实现。
我这里根据实际使用场采用另一种简洁方案，如下图所示，仅使用Nginx，配置backup路由策略，减轻部署复杂性。
五、集群常用命令
1、加入集群[--ram添加内存模式 默认disk模式]
rabbitmqctl join_cluster --ram rabbit@mq01
2、查看集群状态
rabbitmqctl cluster_status
3、更改节点模式[顺序 关闭运用－〉更改类型->开启运用]
rabbitmqctl stop_app –停止运用服务
rabbitmqctl change_cluster_node_type disc/ram –更改节点为磁盘或内存节点
rabbitmqctl start_app –开启运用服务
4、创建策略(集群同步策略……)
set_policy [-p vhostpath] {name} {pattern} {definition} [priority]
5、查看策略
rabbitmqctl list_policies
6、移除远程offline的节点
1.节点2停掉应用
rabbitmqctl stop_app
2.节点1执行删除
rabbitmqctl forget_cluster_node rabbit@mq02
7、设置集群名称
rabbitmqctl set_cluster_name cluster_name
8、设置镜像模式
Rabbit提供镜像功能，需要基于rabbitmq策略来实现，政策是用来控制和修改群集范围的某个vhost队列行为和Exchange行为
set_policy [-p vhostpath] {name} {pattern} {definition} [priority]
rabbitmqctl set_policy ha-all "^ha." "{""ha-mode"":""all""}"
rabbitmqctl set_policy ha-all "^" "{""ha-mode"":""all"",""ha-sync-mode"":""automatic""}"
rabbitmqctl set_policy -p demo ha-all "^" "{""ha-mode"":""all"",""ha-sync-mode"":""automatic""}"
9、手动同步queue
rabbitmqctl sync_queue name
10、取消queue同步
rabbitmqctl cancel_sync_queue name
11、查看所有队列信息
rabbitmqctl list_queues
12、获取队列信息
rabbitmqctl list_queues[-p vhostpath] [queueinfoitem ...]
Queueinfoitem可以为：name，durable，auto_delete，arguments，messages_ready，messages_unacknowledged，messages，consumers，memory。
13、获取Exchange信息
rabbitmqctl list_exchanges[-p vhostpath] [exchangeinfoitem ...]
Exchangeinfoitem有：name，type，durable，auto_delete，internal，arguments。
14、获取Binding信息
rabbitmqctl list_bindings[-p vhostpath] [bindinginfoitem ...]
Bindinginfoitem有：source_name，source_kind，destination_name，destination_kind，routing_key，arguments。
15、获取Connection信息
rabbitmqctl list_connections [connectioninfoitem ...]
Connectioninfoitem有：recv_oct，recv_cnt，send_oct，send_cnt，send_pend等。
16、获取Channel信息
rabbitmqctl list_channels[channelinfoitem ...]
Channelinfoitem有consumer_count，messages_unacknowledged，messages_uncommitted，acks_uncommitted，messages_unconfirmed，prefetch_count，client_flow_blocked。
六、rabbitmq中镜像队列注意点
RabbitMQ的mirror queue(镜像队列)机制是最简单的队列HA方案，它通过在cluster的基础上增加ha-mode、ha-param等policy选项，可以根据需求将cluster中的队列镜像到多个节点上，从而实现高可用，消除cluster模式中队列内容单点带来的风险。
在使用镜像队列之前，有几点注意事项：
1.镜像队列不能作为负载均衡使用，因为每个操作在所有节点都要做一遍。
2.ha-mode参数和durable declare对exclusive队列都不生效，因为exclusive队列是连接独占的，当连接断开，队列自动删除。所以实际上这两个参数对exclusive队列没有意义。
3.将新节点加入已存在的镜像队列时，默认情况下ha-sync-mode=manual，镜像队列中的消息不会主动同步到新节点，除非显式调用同步命令。当调用同步命令(via rabbitmqctl or web-based ui)后，队列开始阻塞，无法对其进行操作，直到同步完毕。当ha-sync-mode=automatic时，新加入节点时会默认同步已知的镜像队列。由于同步过程的限制，所以不建议在生产环境的active队列(有生产消费消息)中操作。
4.每当一个节点加入或者重新加入(例如从网络分区中恢复回来)镜像队列，之前保存的队列内容会被清空。
5.镜像队列有主从之分，一个主节点(master)，0个或多个从节点(slave)。当master宕掉后，会在slave中选举新的master。选举算法为最早启动的节点。
6.当所有slave都处在(与master)未同步状态时，并且ha-promote-on-shutdown policy设置为when-syned(默认)时，如果master因为主动的原因停掉，比如是通过rabbitmqctl stop命令停止或者优雅关闭OS，那么slave不会接管master，也就是说此时镜像队列不可用；但是如果master因为被动原因停掉，比如VM或者OS crash了，那么slave会接管master。这个配置项隐含的价值取向是优先保证消息可靠不丢失，放弃可用性。如果ha-promote-on-shutdown policy设置为alway，那么不论master因为何种原因停止，slave都会接管master，优先保证可用性。
7.镜像队列中最后一个停止的节点会是master，启动顺序必须是master先起，如果slave先起，它会有30秒的等待时间，等待master启动，然后加入cluster。当所有节点因故(断电等)同时离线时，每个节点都认为自己不是最后一个停止的节点。要恢复镜像队列，可以尝试在30秒之内同时启动所有节点。
8.对于镜像队列，客户端basic.publish操作会同步到所有节点；而其他操作则是通过master中转，再由master将操作作用于salve。比如一个basic.get操作，假如客户端与slave建立了TCP连接，首先是slave将basic.get请求发送至master，由master备好数据，返回至slave，投递给消费者。
9.由8可知，当slave宕掉时，除了与slave相连的客户端连接全部断开之外，没有其他影响。当master宕掉时，会有以下连锁反应： 1)与master相连的客户端连接全部断开。 2)选举最老的slave为master。若此时所有slave处于未同步状态，则未同步部分消息丢失。 3)新的master节点requeue所有unack消息，因为这个新节点无法区分这些unack消息是否已经到达客户端，亦或是ack消息丢失在到老master的通路上，亦或是丢在老master组播ack消息到所有slave的通路上。所以处于消息可靠性的考虑，requeue所有unack的消息。此时客户端可能受到重复消息。 4)如果客户端连着slave，并且basic.consume消息时指定了x-cancel-on-ha-failover参数，那么客户端会收到一个Consumer Cancellation Notification通知，Java SDK中会回调Consumer接口的handleCancel()方法，故需覆盖此方法。如果不指定x-cancel-on-ha-failover参数，那么消费者就无法感知master宕机，会一直等待下去。 上面列出的注意事项整理自官方的HA文档。
七、rabbitmq中镜像队列的故障恢复
前提：两个节点(A和B)组成一个镜像队列。
1.场景1：A先停，B后停。 该场景下B是master（disk，A是ram），只要先启动B，再启动A即可。或者先启动A，再在30秒之内启动B即可恢复镜像队列。
2.场景2: A, B同时停。 该场景可能是由掉电等原因造成，只需在30秒之内连续启动A和B即可恢复镜像队列。
3.场景3：A先停，B后停，且A无法恢复。 该场景是场景1的加强版，因为B是master，所以等B起来后，在B节点上调用rabbitmqctl forget_cluster_node A，解除与A的cluster关系，再将新的slave节点加入B即可重新恢复镜像队列。
4.场景4：A先停，B后停，且B无法恢复。 该场景是场景3的加强版，比较难处理，早在3.1.x时代之前貌似都没什么好的解决方法，但是现在已经有解决方法了，在3.4.2版本亲测有效（我们当前使用的是3.3.5）。因为B是master，所以直接启动A是不行的，当A无法启动时，也就没办法在A节点上调用rabbitmqctl forget_cluster_node B了。新版本中，forget_cluster_node支持–offline参数，offline参数允许rabbitmqctl在离线节点上执行forget_cluster_node命令，迫使RabbitMQ在未启动的slave节点中选择一个作为master。当在A节点执行rabbitmqctl forget_cluster_node –offline B时，RabbitMQ会mock一个节点代表A，执行forget_cluster_node命令将B剔出cluster，然后A就能正常启动了。最后将新的slave节点加入A即可重新恢复镜像队列。
5.场景5: A先停，B后停，且A、B均无法恢复，但是能得到A或B的磁盘文件。 该场景是场景4的加强版，更加难处理。将A或B的数据库文件(默认在$RABBIT_HOME/var/lib目录中)拷贝至新节点C的目录下，再将C的hostname改成A或B的hostname。如果拷过来的是A节点磁盘文件，按场景4处理方式；如果拷过来的是B节点磁盘文件，按场景3处理方式。最后将新的slave节点加入C即可重新恢复镜像队列。
6.场景6：A先停，B后停，且A、B均无法恢复，且无法得到A或B的磁盘文件。 洗洗睡吧，该场景下已无法恢复A、B队列中的内容了。
八、更多参考资料
- RabbitMQ集群原理介绍
- rabbitmq高可用-镜像队列模式
- RabbitMQ集群架构模式
- RabbitMQ 3.7.X集群：从入门到精通，这一篇就够了
- 缓存架构之史上讲的最明白的RabbitMQ可靠消息传输实战演练
- Rabbitmq集群高可用部署详细
- Rabbitmq 相关介绍之单机镜像模式集群配置
- 亲测可用，超详细RabbitMQ消息队列集群配置
- 消息中间件—RabbitMQ（集群原理与搭建篇)
- RabbitMQ系列（六）你不知道的RabbitMQ集群架构全解
- RabbitMQ 高可用集群搭建及电商平台使用经验总结
- rabbitmq集群镜像模式使用中的一些坑
- RabbitMQ手册之rabbitmqctl