RabbitMQ如何实现集群管理

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RabbitMQ集群方案的原理

RabbitMQ这款消息队列中间件产品本身是基于Erlang编写，Erlang语言天生具备分布式特性（通过同步Erlang集群各节点的magic cookie来实现）。因此，RabbitMQ天然支持Clustering。这使得RabbitMQ本身不需要像ActiveMQ、Kafka那样通过ZooKeeper分别来实现HA方案和保存集群的元数据。集群是保证可靠性的一种方式，同时可以通过水平扩展以达到增加消息吞吐量能力的目的。下面先来看下RabbitMQ集群的整体方案：

上面图中采用三个节点组成了一个RabbitMQ的集群，Exchange A（交换器，对于RabbitMQ基础概念不太明白的童鞋可以看下基础概念）的元数据信息在所有节点上是一致的，而Queue（存放消息的队列）的完整数据则只会存在于它所创建的那个节点上。，其他节点只知道这个queue的metadata信息和一个指向queue的owner node的指针。

RabbitMQ集群元数据的同步

RabbitMQ集群会始终同步四种类型的内部元数据（类似索引）：a.队列元数据：队列名称和它的属性；b.交换器元数据：交换器名称、类型和属性；c.绑定元数据：一张简单的表格展示了如何将消息路由到队列；d.vhost元数据：为vhost内的队列、交换器和绑定提供命名空间和安全属性；因此，当用户访问其中任何一个RabbitMQ节点时，通过rabbitmqctl查询到的queue／user／exchange/vhost等信息都是相同的。

为何RabbitMQ集群仅采用元数据同步的方式

我想肯定有不少同学会问，想要实现HA方案，那将RabbitMQ集群中的所有Queue的完整数据在所有节点上都保存一份不就可以了么？（可以类似MySQL的主主模式嘛）这样子，任何一个节点出现故障或者宕机不可用时，那么使用者的客户端只要能连接至其他节点能够照常完成消息的发布和订阅嘛。我想RabbitMQ的作者这么设计主要还是基于集群本身的性能和存储空间上来考虑。第一，存储空间，如果每个集群节点都拥有所有Queue的完全数据拷贝，那么每个节点的存储空间会非常大，集群的消息积压能力会非常弱（无法通过集群节点的扩容提高消息积压能力）；第二，性能，消息的发布者需要将消息复制到每一个集群节点，对于持久化消息，网络和磁盘同步复制的开销都会明显增加。

RabbitMQ集群发送/订阅消息的基本原理

RabbitMQ集群的工作原理图如下：

场景1、客户端直接连接队列所在节点

如果有一个消息生产者或者消息消费者通过amqp-client的客户端连接至节点1进行消息的发布或者订阅，那么此时的集群中的消息收发只与节点1相关，这个没有任何问题；如果客户端相连的是节点2或者节点3（队列1数据不在该节点上），那么情况又会是怎么样呢？

场景2、客户端连接的是非队列数据所在节点

如果消息生产者所连接的是节点2或者节点3，此时队列1的完整数据不在该两个节点上，那么在发送消息过程中这两个节点主要起了一个路由转发作用，根据这两个节点上的元数据（也就是上文提到的：指向queue的owner node的指针）转发至节点1上，最终发送的消息还是会存储至节点1的队列1上。同样，如果消息消费者所连接的节点2或者节点3，那这两个节点也会作为路由节点起到转发作用，将会从节点1的队列1中拉取消息进行消费。

在单 node 系统和多 node 构成的 cluster 系统中声明 queue、exchange ，以及进行 binding 会有什么不同？

当你在单 node 上声明 queue 时，只要该 node 上相关元数据进行了变更，你就会得到 Queue.Declare-ok 回应；而在 cluster 上声明 queue ，则要求 cluster 上的全部 node 都要进行元数据成功更新，才会得到 Queue.Declare-ok 回应。另外，若 node 类型为 RAM node 则变更的数据仅保存在内存中，若类型为 disk node 则还要变更保存在磁盘上的数据。

客户端连接到 cluster 中的任意 node 上是否都能正常工作？

是的。客户端感觉不到有何不同。

若 cluster 中拥有某个 queue 的 owner node 失效了，且该 queue 被声明具有 durable 属性，是否能够成功从其他 node 上重新声明该 queue ？

不能，在这种情况下，将得到 404 NOT_FOUND 错误。只能等 queue 所属的 node 恢复后才能使用该 queue 。但若该 queue 本身不具有 durable 属性，则可在其他 node 上重新声明。

cluster 中 node 的失效会对 consumer 产生什么影响？若是在 cluster 中创建了 mirrored queue ，这时 node 失效会对 consumer 产生什么影响？

若是 consumer 所连接的那个 node 失效（无论该 node 是否为 consumer 所订阅 queue 的 owner node），则 consumer 会在发现 TCP 连接断开时，按标准行为执行重连逻辑，并根据“Assume Nothing”原则重建相应的 fabric 即可。若是失效的 node 为 consumer 订阅 queue 的owner node，则 consumer 只能通过 Consumer Cancellation Notification 机制来检测与该 queue 订阅关系的终止，否则会出现傻等却没有任何消息来到的问题。

能够在地理上分开的不同数据中心使用 RabbitMQ cluster 么？

不能。第一，你无法控制所创建的 queue 实际分布在 cluster 里的哪个 node 上（一般使用 HAProxy + cluster 模型时都是这样），这可能会导致各种跨地域访问时的常见问题；第二，Erlang 的 OTP 通信框架对延迟的容忍度有限，这可能会触发各种超时，导致业务疲于处理；第三，在广域网上的连接失效问题将导致经典的“脑裂”问题，而 RabbitMQ 目前无法处理（该问题主要是说 Mnesia）。

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网页题目：RabbitMQ如何实现集群管理
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