SpringBoot整合RabbitMQ實現郵件異步發送
本篇文章將介紹另一種高可用的服務架構，以便實現郵件 100% 被投遞成功。類似的短信推送等服務，實現邏輯也大體類似。
01、先來一張流程圖
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本文內容主要圍繞這個流程圖展開，利用 RabbitMQ 消息隊列來實現郵件 100% 被投遞，內容涵蓋了 RabbitMQ 很多知識點，如：
- 生產者和消費者模型
- 消息發送機制
- 消費確認機制
- 消息的重新投遞
- 消息消費失敗的處理方案
02、實現思路
- 1.準備一臺電腦，并安裝 RabbitMQ 服務
- 2.開放 QQ 郵箱或者其它郵箱授權碼，用于發送郵件
- 3.創建郵件發送項目并編寫代碼
- 4.發送郵件測試
- 5.消息消費失敗的處理介紹
03、環境準備
3.1、安裝 RabbitMQ 服務
安裝 RabbitMQ 服務，這一步比較簡單，可以訪問下面的官方地址，下載軟件包并依次按照步驟進行安裝即可。
https://rabbitmq.org.cn/docs/download安裝成功之后，登陸 RabbitMQ 控制臺，可以看到類似于如下界面。
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3.1.1、創建交換器
點擊“Exchanges”菜單，進入“交換器”管理界面。
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進入之后，點擊最下方“Add a new exchange”按鈕，創建一個類型為topic，名稱叫mail.exchange的交換器，并提交。
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3.1.2、創建消息隊列
接著，點擊“Queues”菜單，進入消息隊列管理界面。
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同樣的，點擊最下方“Add a new queue”按鈕，創建一個名稱叫mq.mail.ack的消息隊列，并提交。
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保存之后，在列表中可以看到剛剛創建的消息隊列，然后點擊進入詳情。
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在詳情中，將當前消息隊列與上文創建的交換器進行綁定，便于后續通過交換器來發送消息到隊列，操作如下。
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對于topic類型的交換器，通常不直接與消息隊列進行交互，而是通過一個路由鍵，將消息路由到目標消息隊列，這樣設計的目的是讓消息投遞更加靈活。路由鍵，可以簡單理解為類似于路由器，對數據進行路由分發處理。
3.2、配置郵箱發送服務器
為了實現郵件自動發送功能，我們還需要準備一個郵箱發送服務器，這一步在之前的文章中已經詳細的介紹過，在此，我們簡單的再介紹一下。
以 QQ 郵箱為例，登陸進去之后，在設置里面開啟 POP3/SMTP 服務，并獲取授權碼記錄下來。
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該授權碼，就是下文配置文件中spring.mail.password需要的密碼！
04、方案實踐
4.1、構建項目
在 IDEA 下創建一個名稱為smail的 Spring Boot 項目，pom文件中加入amqp和mail相關依賴包，示例如下：
<!--mail 支持-->
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-mail</artifactId>
</dependency>
<!--amqp 支持-->
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-amqp</artifactId>
</dependency>4.2、添加相關配置
在application.properties中添加 rabbitmq、郵箱相關配置，示例如下：
# 配置郵件發送主機地址
spring.mail.host=smtp.exmail.qq.com
# 配置郵件發送服務端口號
spring.mail.port=465
# 配置郵件發送服務協議
spring.mail.protocol=smtp
# 配置郵件發送者用戶名或者賬戶
spring.mail.username=xxxx
# 配置郵件發送者密碼或者授權碼
spring.mail.password=xxxx
# 配置郵件默認編碼
spring.mail.default-encoding=UTF-8
# 配置smtp相關屬性
spring.mail.properties.mail.smtp.auth=true
spring.mail.properties.mail.smtp.ssl.enable=true
spring.mail.properties.mail.smtp.ssl.required=true
#rabbitmq配置
spring.rabbitmq.host=127.0.0.1
spring.rabbitmq.port=5672
spring.rabbitmq.virtual-host=/
spring.rabbitmq.username=test
spring.rabbitmq.password=test
# 開啟confirms回調 P -> Exchange
spring.rabbitmq.publisher-cnotallow=true
# 開啟returnedMessage回調 Exchange -> Queue
spring.rabbitmq.publisher-returns=true
# 設置手動確認(ack) Queue -> C
spring.rabbitmq.listener.simple.acknowledge-mode=manual
spring.rabbitmq.listener.simple.prefetch=100其中，spring.mail.username和spring.mail.password指的就是上文中創建的郵箱賬號和授權碼，將其配置進去即可。
4.3、編寫 RabbitMQ 配置類
編寫一個 RabbitMQ 配置類，用于監聽消息的發送情況，示例如下。
@Configuration
public class RabbitConfig {
private static final Logger LOGGER = LoggerFactory.getLogger(RabbitConfig.class);
@Autowired
private CachingConnectionFactory connectionFactory;
@Bean
public RabbitTemplate rabbitTemplate() {
RabbitTemplate rabbitTemplate = new RabbitTemplate(connectionFactory);
// 設置消息轉換器為json格式
rabbitTemplate.setMessageConverter(new Jackson2JsonMessageConverter());
// 消息是否成功發送到Exchange
rabbitTemplate.setConfirmCallback((correlationData, ack, cause) -> {
if (ack) {
LOGGER.info("消息發送到Exchange成功，{}", correlationData);
} else {
LOGGER.error("消息發送到Exchange失敗, {}, cause: {}", correlationData, cause);
}
});
// 觸發setReturnCallback回調必須設置mandatory=true, 否則Exchange沒有找到Queue就會丟棄掉消息, 而不會觸發回調
rabbitTemplate.setMandatory(true);
// 消息是否從Exchange路由到Queue, 注意: 這是一個失敗回調, 只有消息從Exchange路由到Queue失敗才會回調這個方法
rabbitTemplate.setReturnCallback((message, replyCode, replyText, exchange, routingKey) -> {
LOGGER.error("消息從Exchange路由到Queue失敗: exchange: {}, route: {}, replyCode: {}, replyText: {}, message: {}", exchange, routingKey, replyCode, replyText, message);
});
return rabbitTemplate;
}
}4.4、編寫生產者服務
在 Spring Boot 中，我們可以利用RabbitTemplate工具，將數據通過交換器發送到目標消息隊列，示例如下。
@Service
public class ProduceService {
@Autowired
private RabbitTemplate rabbitTemplate;
/**
* 發送消息
* @param mail
* @return
*/
public boolean sendByAck(Mail mail) {
// 創建uuid
String msgId = UUID.randomUUID().toString().replaceAll("-", "");
mail.setMsgId(msgId);
// 發送消息到mq服務器中（附帶消息ID）
CorrelationData correlationData = new CorrelationData(msgId);
rabbitTemplate.convertAndSend("mail.exchange", "route.mail.ack", MessageHelper.objToMsg(mail), correlationData);
return true;
}
}4.5、編寫消費者服務
在 Spring Boot 中，我們可以利用@RabbitListener注解，監聽指定的消息隊列，如果隊列中有消息會第一時間收到回調，示例如下。
@Component
public class ConsumerService {
private static final Logger LOGGER = LoggerFactory.getLogger(ConsumerService.class);
@Autowired
private SendMailService sendMailService;
/**
* 監聽消息隊列，手動確認模式，必須手動調用ack或者nack方法
* 配置參數：spring.rabbitmq.listener.simple.acknowledge-mode=manual
* @param message
* @param channel
* @throws IOException
*/
@RabbitListener(queues = {"mq.mail.ack"})
public void consumeFromAck(Message message, Channel channel) throws IOException {
LOGGER.info("收到消息：{}", message.toString());
//將消息轉化為對象
Mail mail = MessageHelper.msgToObj(message, Mail.class);
// 手動確認模式
long tag = message.getMessageProperties().getDeliveryTag();
boolean success = sendMailService.send(mail);
if (success) {
// 消費成功，消息會被刪除
channel.basicAck(tag, false);
} else {
// 消費失敗，重新返回隊列
channel.basicNack(tag, false, true);
}
}
}4.6、編寫郵件發送服務
正如之前的文章中所介紹的，在 Spring Boot 中，我們可以利用JavaMailSender工具來實現郵件的自動推送，示例如下。
@Service
public class SendMailService {
private static final Logger LOGGER = LoggerFactory.getLogger(SendMailService.class);
@Value("${spring.mail.username}")
private String from;
@Autowired
private JavaMailSender mailSender;
/**
* 發送簡單郵件
*
* @param mail
*/
public boolean send(Mail mail) {
String to = mail.getTo();// 目標郵箱
String title = mail.getTitle();// 郵件標題
String content = mail.getContent();// 郵件正文
SimpleMailMessage message = new SimpleMailMessage();
message.setFrom(from);
message.setTo(to);
message.setSubject(title);
message.setText(content);
try {
mailSender.send(message);
LOGGER.info("郵件發送成功");
return true;
} catch (MailException e) {
LOGGER.error("郵件發送失敗, to: {}, title: {}", to, title, e);
return false;
}
}
}4.7、編寫 controller 接口
接著，編寫一個 controller 接口，將郵件發送服務暴露出去，示例如下：
@RestController
public class MailController {
@Autowired
private ProduceService produceService;
@PostMapping("send")
public String sendMail(Mail mail) {
boolean result = produceService.sendByAck(mail);
return result ? "success": "fail";
}
}4.8、服務測試
最后，啟動 SpringBoot 服務，用 postman 來測試一下。
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查看控制臺信息。
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查詢接受者郵件信息。
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可以清楚的看到，郵件發送成功！
當大批量的發送郵件，也不用擔心，因為整個郵件的發送都是異步的，不會阻塞主流程的運行。
05、消費失敗的處理方案
雖然以上的方案非常可靠，可以保證發出的消息 100% 被消費，但是其實也有弊端。
試想一下，按照上面的處理邏輯，假設其中有一條消息，因為某種原因一直發送失敗，會出現什么樣的情況？
此時，這條消息會重新返回隊列，然后一直重試，會導致其它的消息可能會無法被消費。
針對這種情況，最簡單粗暴的辦法就是，當重試失敗之后將消息丟棄，不會阻礙其它的消息被正常處理，不過會丟失數據。
那么如何正確的處理消息消費失敗的問題呢？
可以借助數據庫來記錄消費失敗的數據，針對系統無法成功處理的消息，人工進行干預。
實踐過程如下！
5.1、創建一張消息日志表
首先，在數據庫中創建一張消息日志表，用于跟蹤消息數據的狀態，示例如下：
CREATE TABLE `msg_log` (
`msg_id` varchar(255) NOT NULL DEFAULT '' COMMENT '消息唯一標識',
`exchange` varchar(100) NOT NULL DEFAULT '' COMMENT '交換機',
`route_key` varchar(100) NOT NULL DEFAULT '' COMMENT '路由鍵',
`queue_name` varchar(100) NOT NULL DEFAULT '' COMMENT '隊列名稱',
`msg` text COMMENT '消息體, json格式化',
`result` varchar(255) DEFAULT NULL COMMENT '處理結果',
`status` int(11) NOT NULL DEFAULT '0' COMMENT '狀態，0：等待消費，1：消費成功，2：消費失敗，9：重試失敗',
`try_count` int(11) NOT NULL DEFAULT '0' COMMENT '重試次數',
`next_try_time` datetime DEFAULT NULL COMMENT '下一次重試時間',
`create_time` datetime DEFAULT NULL COMMENT '創建時間',
`update_time` datetime DEFAULT NULL COMMENT '更新時間',
PRIMARY KEY (`msg_id`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8mb4 COMMENT='mq消息日志';5.2、改寫生產者邏輯
在生產者服務類中，先將消息數據寫入數據庫，再向 rabbitMQ 服務中發消息，示例如下：
@Service
public class ProduceService {
@Autowired
private RabbitTemplate rabbitTemplate;
@Autowired
private MsgLogService msgLogService;
/**
* 發送消息
* @param mail
* @return
*/
public boolean sendByAuto(Mail mail) {
String msgId = UUID.randomUUID().toString().replaceAll("-", "");
mail.setMsgId(msgId);
// 1.存儲要消費的數據
msgLogService.save("mail.exchange", "route.mail.auto", "mq.mail.auto", msgId, mail);
// 2.發送消息到mq服務器中（附帶消息ID）
CorrelationData correlationData = new CorrelationData(msgId);
rabbitTemplate.convertAndSend("mail.exchange", "route.mail.auto", MessageHelper.objToMsg(mail), correlationData);
return true;
}
}5.3、改寫消費者邏輯
在消費者服務類中，收到消息之后，不管處理成功還是失敗，都只會修改數據庫中的消息狀態，并且消息處理失敗時，不再重新返回隊列。
@Component
public class ConsumerService {
private static final Logger LOGGER = LoggerFactory.getLogger(ConsumerService.class);
@Autowired
private SendMailService sendMailService;
@Autowired
private MsgLogService msgLogService;
/**
* 監聽消息隊列，自動確認模式，無需調用ack或者nack方法，當程序執行時才刪除消息
* 配置參數：spring.rabbitmq.listener.simple.acknowledge-mode=auto
* @param message
*/
@RabbitListener(queues = {"mq.mail.auto"})
public void consumeFromAuto(Message message) {
LOGGER.info("收到消息：{}", message.toString());
// 獲取消息ID
Mail mail = MessageHelper.msgToObj(message, Mail.class);
// 消息冪等性處理，如果已經處理成功，無需重復消費
MsgLog queryObj = msgLogService.selectByMsgId(mail.getMsgId());
if(Objects.nonNull(queryObj) && Constant.SUCCESS.equals(queryObj.getStatus())){
return;
}
// 發送郵件
boolean success = sendMailService.send(mail);
if(success){
msgLogService.updateStatus(mail.getMsgId(), Constant.SUCCESS, "郵件發送成功");
} else {
msgLogService.updateStatus(mail.getMsgId(), Constant.FAIL, "郵件發送失敗");
}
}
}因為此處采用自動確認模式，因此還需要修改application.properties中的配置參數，內容如下：
# 設置自動確認（默認此模式）
spring.rabbitmq.listener.simple.acknowledge-mode=auto5.4、編寫定時任務對失敗消息進行補償投遞
當消息消費失敗時，會自動記錄到數據庫。
實際上，不可能每條數據都需要我們進行干預，有的可能重試一次就好了，因此可以編寫一個定時任務，將消費失敗的數據篩選出來，重新放入到消息隊列中，只有當消費次數達到設置的最大值，此時進入人工干預階段，可以節省不少的工作。
示例如下：
@Component
public class ScheduledTask {
private static final Logger LOGGER = LoggerFactory.getLogger(ScheduledTask.class);
/**
* 最大投遞次數
*/
private static final int MAX_TRY_COUNT = 3;
@Autowired
private MsgLogService msgLogService;
@Autowired
private RabbitTemplate rabbitTemplate;
/**
* 每30s拉取消費失敗的消息, 重新投遞
*/
@Scheduled(cron = "0/30 * * * * ?")
public void retry() {
LOGGER.info("開始執行重新投遞消費失敗的消息！");
// 查詢需要重新投遞的消息
List<MsgLog> msgLogs = msgLogService.selectFailMsg();
for (MsgLog msgLog : msgLogs) {
if (msgLog.getTryCount() >= MAX_TRY_COUNT) {
msgLogService.updateStatus(msgLog.getMsgId(), Constant.RETRY_FAIL, msgLog.getResult());
LOGGER.info("超過最大重試次數, msgId: {}", msgLog.getMsgId());
break;
}
// 重新投遞消息
CorrelationData correlationData = new CorrelationData(msgLog.getMsgId());
rabbitTemplate.convertAndSend("", msgLog.getQueueName(), MessageHelper.objToMsg(msgLog.getMsg()), correlationData);
// 更新下次重試時間
msgLogService.updateNextTryTime(msgLog.getMsgId(), msgLog.getTryCount());
}
}
}最后別忘了，在Application類上添加@EnableScheduling，以便讓定時調度生效，示例如下：
@EnableScheduling
@SpringBootApplication
public class Application {
public static void main(String[] args) {
SpringApplication.run(Application.class,args);
}
}利用定時任務，對投遞失敗的消息進行補償投遞，基本可以保證消息 100% 消費成功！
06、小結
本文主要以實現郵件自動推送這個業務場景為例，通過 Springboot 整合 rabbitMQ 技術來實現高可用的效果。
當然，解決這個業務需求的技術方案還有很多，例如 Springboot 整合 rocketMQ 也可以實現這個效果，不管怎么變，底層的實現思路基本都一樣。
希望本篇的知識總結，對大家有所幫助。
最后，代碼都經過自測，想要獲取項目源碼的同學，可以點擊如下地址獲取。
示例代碼地址：
https://gitee.com/pzblogs/spring-boot-example-demo
