消息丢失与重复

时间 2019-11-08

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RQ&KA

若是说你这个是用 MQ 来传递很是核心的消息，好比说计费、扣费的一些消息，那必须确保这个 MQ 传递过程当中绝对不会把计费消息给弄丢。git

RabbitMQ

生产者弄丢了数据

生产者将数据发送到 RabbitMQ 的时候，可能数据就在半路给搞丢了，由于网络问题啥的，都有可能。github

此时能够选择用 RabbitMQ 提供的事务功能，就是生产者发送数据以前开启 RabbitMQ 事务channel.txSelect，而后发送消息，若是消息没有成功被 RabbitMQ 接收到，那么生产者会收到异常报错，此时就能够回滚事务channel.txRollback，而后重试发送消息；若是收到了消息，那么能够提交事务channel.txCommit。api

// 开启事务
channel.txSelect
try {
    // 这里发送消息
} catch (Exception e) {
    channel.txRollback

    // 这里再次重发这条消息
}

// 提交事务
channel.txCommit

可是问题是，RabbitMQ 事务机制（同步）一搞，基本上吞吐量会下来，由于太耗性能。服务器

因此通常来讲，若是你要确保说写 RabbitMQ 的消息别丢，能够开启 confirm 模式，在生产者那里设置开启 confirm 模式以后，你每次写的消息都会分配一个惟一的 id，而后若是写入了 RabbitMQ 中，RabbitMQ 会给你回传一个 ack 消息，告诉你说这个消息 ok 了。若是 RabbitMQ 没能处理这个消息，会回调你的一个 nack 接口，告诉你这个消息接收失败，你能够重试。并且你能够结合这个机制本身在内存里维护每一个消息 id 的状态，若是超过必定时间还没接收到这个消息的回调，那么你能够重发。网络

事务机制和 cnofirm 机制最大的不一样在于，事务机制是同步的，你提交一个事务以后会阻塞在那儿，可是 confirm 机制是异步的，你发送个消息以后就能够发送下一个消息，而后那个消息 RabbitMQ 接收了以后会异步回调你的一个接口通知你这个消息接收到了。架构

因此通常在生产者这块避免数据丢失，都是用 confirm 机制的。并发

RabbitMQ 弄丢了数据

就是 RabbitMQ 本身弄丢了数据，这个你必须开启 RabbitMQ 的持久化，就是消息写入以后会持久化到磁盘，哪怕是 RabbitMQ 本身挂了，恢复以后会自动读取以前存储的数据，通常数据不会丢。除非极其罕见的是，RabbitMQ 还没持久化，本身就挂了，可能致使少许数据丢失，可是这个几率较小。app

设置持久化有两个步骤：异步

建立 queue 的时候将其设置为持久化

这样就能够保证 RabbitMQ 持久化 queue 的元数据，可是它是不会持久化 queue 里的数据的。
第二个是发送消息的时候将消息的 deliveryMode 设置为 2

就是将消息设置为持久化的，此时 RabbitMQ 就会将消息持久化到磁盘上去。

必需要同时设置这两个持久化才行，RabbitMQ 哪怕是挂了，再次重启，也会从磁盘上重启恢复 queue，恢复这个 queue 里的数据。async

注意，哪怕是你给 RabbitMQ 开启了持久化机制，也有一种可能，就是这个消息写到了 RabbitMQ 中，可是还没来得及持久化到磁盘上，结果不巧，此时 RabbitMQ 挂了，就会致使内存里的一点点数据丢失。

因此，持久化能够跟生产者那边的 confirm 机制配合起来，只有消息被持久化到磁盘以后，才会通知生产者 ack 了，因此哪怕是在持久化到磁盘以前，RabbitMQ 挂了，数据丢了，生产者收不到 ack，你也是能够本身重发的。

消费端弄丢了数据

RabbitMQ 若是丢失了数据，主要是由于你消费的时候，刚消费到，还没处理，结果进程挂了，好比重启了，那么就尴尬了，RabbitMQ 认为你都消费了，这数据就丢了。

这个时候得用 RabbitMQ 提供的 ack 机制，简单来讲，就是你必须关闭 RabbitMQ 的自动 ack，能够经过一个 api 来调用就行，而后每次你本身代码里确保处理完的时候，再在程序里 ack 一把。这样的话，若是你还没处理完，不就没有 ack 了？那 RabbitMQ 就认为你还没处理完，这个时候 RabbitMQ 会把这个消费分配给别的 consumer 去处理，消息是不会丢的。

Kafka

消费端弄丢了数据

惟一可能致使消费者弄丢数据的状况，就是说，你消费到了这个消息，而后消费者那边自动提交了 offset，让 Kafka 觉得你已经消费好了这个消息，但其实你才刚准备处理这个消息，你还没处理，你本身就挂了，此时这条消息就丢咯。

这不是跟 RabbitMQ 差很少吗，你们都知道 Kafka 会自动提交 offset，那么只要关闭自动提交 offset，在处理完以后本身手动提交 offset，就能够保证数据不会丢。可是此时确实仍是可能会有重复消费，好比你刚处理完，还没提交 offset，结果本身挂了，此时确定会重复消费一次，本身保证幂等性就行了。

生产环境碰到的一个问题，就是说咱们的 Kafka 消费者消费到了数据以后是写到一个内存的 queue 里先缓冲一下，结果有的时候，你刚把消息写入内存 queue，而后消费者会自动提交 offset。而后此时咱们重启了系统，就会致使内存 queue 里还没来得及处理的数据就丢失了。

Kafka 弄丢了数据

这块比较常见的一个场景，就是 Kafka 某个 broker 宕机，而后从新选举 partition 的 leader。你们想一想，要是此时其余的 follower 恰好还有些数据没有同步，结果此时 leader 挂了，而后选举某个 follower 成 leader 以后，不就少了一些数据？这就丢了一些数据啊。

生产环境也遇到过，咱们也是，以前 Kafka 的 leader 机器宕机了，将 follower 切换为 leader 以后，就会发现说这个数据就丢了。

因此此时通常是要求起码设置以下 4 个参数：

给 topic 设置 replication.factor 参数：这个值必须大于 1，要求每一个 partition 必须有至少 2 个副本。
在 Kafka 服务端设置 min.insync.replicas 参数：这个值必须大于 1，这个是要求一个 leader 至少感知到有至少一个 follower 还跟本身保持联系，没掉队，这样才能确保 leader 挂了还有一个 follower 吧。
在 producer 端设置 acks=all：这个是要求每条数据，必须是写入全部 replica 以后，才能认为是写成功了。
在 producer 端设置 retries=MAX（很大很大很大的一个值，无限次重试的意思）：这个是要求一旦写入失败，就无限重试，卡在这里了。

咱们生产环境就是按照上述要求配置的，这样配置以后，至少在 Kafka broker 端就能够保证在 leader 所在 broker 发生故障，进行 leader 切换时，数据不会丢失。

生产者会不会弄丢数据？

若是按照上述的思路设置了 acks=all，必定不会丢，要求是，你的 leader 接收到消息，全部的 follower 都同步到了消息以后，才认为本次写成功了。若是没知足这个条件，生产者会自动不断的重试，重试无限次。

本文原创地址：https://jsbintask.cn/2019/01/28/interview/interview-middleware-reliable/，转载请注明出处。

Kafka中的消息是否会丢失和重复消费

原文：https://blog.csdn.net/u012050154/article/details/78592854

在以前的基础上，基本搞清楚了Kafka的机制及如何运用。这里思考一下：Kafka中的消息会不会丢失或重复消费呢？为何呢？

要肯定Kafka的消息是否丢失或重复，从两个方面分析入手：消息发送和消息消费

一、消息发送

Kafka消息发送有两种方式：同步（sync）和异步（async），默认是同步方式，可经过producer.type属性进行配置。Kafka经过配置request.required.acks属性来确认消息的生产：

    0---表示不进行消息接收是否成功的确认；

    1---表示当Leader接收成功时确认；

    -1---表示Leader和Follower都接收成功时确认；

综上所述，有6种消息生产的状况，下面分状况来分析消息丢失的场景：

（1）acks=0，不和Kafka集群进行消息接收确认，则当网络异常、缓冲区满了等状况时，消息可能丢失；

（2）acks=一、同步模式下，只有Leader确认接收成功后但挂掉了，副本没有同步，数据可能丢失；

二、消息消费

Kafka消息消费有两个consumer接口，Low-level API和High-level API：

Low-level API：消费者本身维护offset等值，能够实现对Kafka的彻底控制；

High-level API：封装了对parition和offset的管理，使用简单；

若是使用高级接口High-level API，可能存在一个问题就是当消息消费者从集群中把消息取出来、并提交了新的消息offset值后，还没来得及消费就挂掉了，那么下次再消费时以前没消费成功的消息就“诡异”的消失了；

解决办法：

针对消息丢失：同步模式下，确认机制设置为-1，即让消息写入Leader和Follower以后再确认消息发送成功；异步模式下，为防止缓冲区满，能够在配置文件设置不限制阻塞超时时间，当缓冲区满时让生产者一直处于阻塞状态；

针对消息重复：将消息的惟一标识保存到外部介质中，每次消费时判断是否处理过便可。

Kafka的Leader选举机制

        Kafka将每一个Topic进行分区Patition，以提升消息的并行处理，同时为保证高可用性，每一个分区都有必定数量的副本 Replica，这样当部分服务器不可用时副本所在服务器就能够接替上来，保证系统可用性。在Leader上负责读写，Follower负责数据的同步。当一个Leader发生故障如何从Follower中选择新Leader呢？

        Kafka在Zookeeper上针对每一个Topic都维护了一个ISR（in-sync replica---已同步的副本）的集合，集合的增减Kafka都会更新该记录。若是某分区的Leader不可用，Kafka就从ISR集合中选择一个副本做为新的Leader。这样就能够容忍的失败数比较高，假如某Topic有N+1个副本，则能够容忍N个服务器不可用。

        若是ISR中副本都不可用，有两种处理方法：

    （1）等待ISR集合中副本复活后选择一个可用的副本；

    （2）选择集群中其余可用副本；

解决RabbitMQ消息丢失与重复消费问题

1. 背景

最近用户反馈提交的SQL查询一直处于长时间等待状态，通过排查观察，发现部分查询请求丢失，致使用户提交的查询未被正常接收，继而长时间无响应。

现象：集市SQL控制台提交10个简单SQL查询 -> 消息发送方：发送10条消息至消息队列 -> 消息消费方：只消费了7条消息

2. 现状

2.1. 当前SQL查询的总体流程

    生产者：PHP：
        将用户的SQL查询记录在DB表，标识查询任务状态(f_status)为运行中；
        将DB表中的任务id、提交人等信息发送到RabbitMQ；
    消息队列：RabbitMQ：
        PHP消息提交到了交换机；
        交换机再把消息分发给指定的消息队列；
    消费者：Python：
        主进程监听消息队列，一旦有消息就不停拉取；
        拉取一条消息，就从进程池调起一个空闲进程来处理消息；
        随后反馈ACK给消息队列，将消息从消息队列中移除；

2.2. 消息发送方：Web端

结论：消息发送正常
排查步骤：查看log

2.3. 消息队列

结论：消息数量正常
诊断步骤：
执行机安装rabbitmq-dump-queue插件，用于dump队列的消息；
1. 执行机：中止服务；
2. 用户：提交10个SQL查询：
3. 发送方：查看Web服务端的输出日志，肯定10个消息已经往消息队列写；
4. 执行机：经过rabbitmq-dump-queue查看队列的消息，确认是正常10个消息写入；

watch -n 1 '$GOPATH/src/rabbitmq-dump-queue/rabbitmq-dump-queue -uri="amqp://guest:guest@xxxxx:5672" -queue ph_open_task'

5. 执行机：启动服务，消息队列中的消息所有被接收；

2.4. 消息接收方

代码逻辑：

try:
    pool = Pool(processes=40)

    def callback(ch, method, properties, body):
        try:
            doSomething...
            pool.apply_async(process)
        except Exception as e:
            print traceback.format_exc()
            logger_msg.info(traceback.format_exc())
        finally:
            // 这里会有问题，即便消息未被处理也会反馈ACK给RabbitMQ
            ch.basic_ack(delivery_tag=method.delivery_tag)

    while True:
        try:
            connection = pika.BlockingConnection(
                pika.ConnectionParameters(host='xxxxxxxx'))
            channel = connection.channel()
            channel.queue_declare(queue=queue_name, durable=True)
            channel.basic_qos(prefetch_count=1)
            channel.basic_consume(callback, queue=queue_name, no_ack=False)
            channel.start_consuming()
        except pika.exceptions.ConnectionClosed as e:
            continue
except Exception as e:
    logger_msg.info(traceback.format_exc())
finally:
    channel.basic_ack(delivery_tag=method.delivery_tag)

    pool.close()
    pool.join()

结论：本例中消费者主进程将持续监听MQ，一旦MQ有消息将会拉取，随后从进程池中启动子进程来处理消息，可是从进程池启动子进程的过程并不必定成功（若当前进程池没有空闲子进程），而主进程无论任何状况下都给MQ发送ACK状态码，从而MQ将未处理的消息移除掉，致使消息丢失

3. 方案

问题是在消费者环节产生，所以对消费者作改动，须要调整消费者的架构：
* 原来逻辑：使用进程池技术，主进程负责监听、接收MQ的消息，子进程负责执行MQ的消息，缺点是单一的主进程没法简单处理ACK状态码，不易维护；
* 现有逻辑：使用RabbitMQ自身特性（work_queue），消费者再也不维护进程池，是单进程，负责监听、接收、处理MQ的消息，处理完了之后再反馈ACK状态码，进程与进程之间互不干扰，易维护，并发量大时可随时增长消费者进程；

目前方案的问题以及解决方案：

问题1：消息重复消费
描述：用户在页面中止查询时，会致使消费者进程被杀死，所以ACK状态码未反馈至MQ，从而消息一直存留在MQ中，当新的消费者启动时会从新消费；
解决方案：消费者每次执行查询前，首先在DB上查询任务的执行状态，若处于「取消/失败/成功」则表示已经由其它消费者消费过，那么直接返回ACK状态码给MQ，将消息从MQ中移除；
问题2：进程池如何维护？ 描述：用户在页面中止查询时，会致使消费者进程被杀死，致使消费者数量减小；解决方案：维护一个监控脚本，每分钟轮询消费者进程数，若少于40个进程，则新启动一个消费者，直到数量足够；