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Apache ActiveMQ实战(2)-集群
阅读量:6152 次
发布时间:2019-06-21

本文共 8482 字,大约阅读时间需要 28 分钟。

ActiveMQ的集群

内嵌代理所引发的问题:

  • 消息过载
  • 管理混乱
如何解决这些问题——集群的两种方式:
  • Master slave 
  • Broker clusters
ActiveMQ的集群有两种方式:
  • MASTER/SLAVE模式
  • Cluster模式

Pure Master Slave

Pure master slave的工作方式:

当master broker失效的时候。Slave broker 做出了两种不同的相应方式

  • 启动network connectors和transport connectors
  • slave broker停止,slave broker只是复制了master broker的状态
在任何情况下我们都应该先尝试连接master,故在客户端我们这样配置: 

failover://(tcp://masterhost:61616,tcp://slavehost:61616)?randomize=false
Pure Master Slave具有以下限制:
  • 只能有一个slave broker连接到master broker。 
  • 在因master broker失效后slave才接管(保证消息完全拷贝)
  • 要想恢复master,停止slave,拷贝slave中的数据文件到master中,然后重启;
  • Master broker不需要特殊的配置。Slave broker需要进行以下配置:
...

Shared File System Master Slave

如果你使用共享文件系统,那么你可以使用Shared File System Master Slave。如下图所示:

客户端使用failover Transport 去连接 broker,例如:                                                            

failover:(tcp://broker1:61616,tcp://broker2:6161 7,broker3:61618)
其中/sharedFileSystem是文件共享的系统文件目录

JDBC Master Slave

JDBC Master Slave的工作原理跟Shared File System Master Slave类似,只是采用了数据库作为持久化存储

客户端调用:

failover:(tcp://broker1:61616,tcp://broker2:616167,broker3:61618)

Broker clusters-静态

Broker clusters ,网络型中介(network of brokers)
连接到网络代理的两种方式:

  • 静态的方法配置访问特定的网络代理
  • 发现中介(agents)动态的探测代理
静态网络代理

Static:(uri1,uri2,uri3,…)?key=value 或是Failover:(uri1, … , uriN)?key=value

下面给出一个配置实例:

几种集群对比

  • broker的集群在多个broker之前fail-over和 load-balance,master-slave能fail-over,但是不能load- balance
  • 消息在多个broker之间转发,但是消息只存储在一个broker上,一旦失效必须重启,而主从方式master失效,slave实时备份消息。
  • jdbc方式成本高,效率低
  • master-slave方式中pure方式管理起来麻烦
因此,我们把MASTER/SLAVE和BROKER CLUSTER两者相结合,可以得到一个完全解决方案:即又可以做到集群又可以做到任何一个BROKER如果发生宕机节点消息也不丢失。

Master/Slave集群搭建-传统式

一般activemq的Master Slave是基于KAHADB的阻塞来做的,先看一下原理

注意红色加粗的地方,这是传统的Master Slave的一个缺陷。这样做太不安全了!

下面给出核心配置:

master配置(不要忘了改conf目录下的jetty.xml文件中的端口)

slave配置(不要忘了改conf目录下的jetty.xml文件中的端口)

  • 把master conf 目录中的jetty.xml中的端口改成8161
  • 把slave conf 目录中的jetty.xml中的端口改成8162
此时把master和slave先后启动,其实你也可以不用管顺序,谁先启动谁会先把

<kahaDB directory=“/localhost/kahadb”/>

中的db lock住,它就成了mater,而此时另一个实例会处于“pending”状态。
当master宕机后slave会自动启动转变为master。
当宕掉的master再次被启动后然后变成slave挂载在原先的slave下面变成slave’
客户端的访问代码如下,只要改spring中的配置,代码层无需发动:

Master/Slave集群搭建-基于ZooKeeper

搭个集群,还要共享磁盘???见了鬼去了,这种方案肯定不是最好的!

因此,从ActiveMQ5.10开始出现了使用ZooKeeper来进行Master/Slave搭建的模式。
搭建时请务必注意下面几个问题:

  • 参于master slave组网的配置中<broker xmlns=“http://activemq.apache.org/schema/core” brokerName=“zk_cluster_nodes“必须一至。
  • ActiveMQ至少需要3个实例(2N+1公式),只要不符合2N+1,master slave集群会发生集群崩溃

Master/Slave集群搭建-基于ZooKeeper搭建

搭建ZooKeeper,你可以搭建3个ZooKeeper实例也可以只用1个,如果出于高可用性考虑建议使用3台ZooKeeper。

下载ZK,我们在这边使用的是“zookeeper-3.4.6”,把它解压到Linux服务器上,在其conf目录下生成zoo1.cfg文件 ,内容如下:

tickTime=2000initLimit=10syncLimit=5dataDir=/opt/zk/data/1clientPort=2181#server.1=127.0.0.1:2887:3887#server.2=127.0.0.1:2888:3888#server.3=127.0.0.1:2889:3889
在ZK的data目录下建立一个目录,名为“1”,并在其下建立一个文件,文件名为“myid”并使其内容为1

如果你需要在本地搭建2N+1的ZooKeeper,那你必须依次在data目录下建立2、3两个文件夹并且在每个文件夹下都有一个myid的文件,文件的内容依次也为2,3,然后把下面注释掉的3行server.1 server.2 server.3前的#注释符放开。

因此data目录下的目录名和myid中的内容对应的就是server.x这个名字。

tickTime=2000initLimit=10syncLimit=5dataDir=/opt/zk/data/1clientPort=2181server.1=127.0.0.1:2887:3887server.2=127.0.0.1:2888:3888server.3=127.0.0.1:2889:3889

按照2N+1,你必须至少建立3个ActiveMQ实例。在搭建前我们先来看一下我们的集群规划吧

本例中,我们只使用一个ZK节点,即2181端口来做MQ1-3的数据文件共享。

核心配置

以下是传统的Master/Slave配置

基于ZK的配置

不要忘了,3个MQ实例的brokerName必须一致,要不然你会在集群启动时出现:
Not enough cluster members when using LevelDB replication
这样的错误。
或者在集群启动后当master宕机slave被promote成master时发生集群崩溃。

依次把3台mq实例均配置成replicatedLevelDB即可,在此配置中有一个zkPath,笔者使用的是默认配置。你也可以自行加上如:

网上所有教程都没有说明这个zkPath到底是一个什么东西,害得一堆的使用者以为这是一个目录,以为用ZK做mq的集群也需要“共享”一块磁盘空间。
这个zkPath代表zookeeper内的“路径”,即你运行在2181端口的zk内的“寻址节点”,类似于JNDI。如果你没有这个zkPath,默认它在zk内的寻址节点为“/default”。加入到某一组master slave中的mq的实例中的zkPath必须完全匹配。
这边还有一个replicas=“3”的设置 ,这边的数字指的就是ActiveMQ实例的节点数,它需要满足2N+1,因此你也可以5台(1拖4)。

master slave一旦启动后,在客户端的配置就很简单了,如下:

你可以如此实验:

  • 生产和消费分成两个程序。
  • 生产发一条消息,注意看console会输出如“[INFO] Successfully reconnected to tcp://192.168.0.101:61616”
  • 手工停止61616这台实例,然后你会发觉61617或者 是61618中有一台被promoted to master
  • 然后运行consumer,consumer会连上被promoted的实例并继续消费刚才那3条消息
是为。。。high available。

Master/Slave集群搭建-Broker Cluster搭建

所谓cluster即负载匀衡,它负载的是“用户”的请求,此处的用户就是调用端

cluster的用法就是用来分散用户的“并发”请求的。前面説过,ActiveMQ的Cluster有两种:

  1. 动态式(multicast)
  2. 静态式(static)
在实际应用场景中”静态方式“被大量使用,动态式使用的是multicast即组播式,基本已经被淘汰,因此我们主要基于静态方式来做cluster讲解。

Master/Slave集群搭建-Broker Cluster搭建方式

核心配置

请维持各cluste节点间不同的持久化方式(你也可以使用kahadb,但不要做成和master slave一样的排它锁方式啊。

在61616中的配置

在61617中的配置

客户端的配置

Master/Slave集群搭建-Broker Cluster和Master Slave对比

优点

  • 自动分发调用端请求
  • 流量分散
缺点

当调用端连接上任意一个节点发送了一条消息,比如说往NODE A发送了一条消息。

此时消费端还没来得及消费NODE A上的消息该节点就发生宕机了。此时调用端因为有failover所以它会自动连上另一个节点(NODE B)而该节点上是不存在刚才“发送的消息”的,因为刚才发送到NODE A的消息只在NODE A上,没有同步到NODE B上。

因为只有Master Slave会做主从间的消息同步,这是一个致命伤。
具体实验步骤:

  1. send一条消息到cluster,并观察send时连接的是哪个节点
  2. 直接把该节点进程杀掉
  3. 用消费端连上集群
  4. 观察消费端是否拿得到消息

鱼与熊掌兼得法-完美解决方案

我们知道:

  • master/slave模式下,消息会被逐个复制
  • 而cluster模式下,请求会被自动派发
那么可不可以把两者集成起来呢?答案是有的,网上所谓的独创。。。统统是错的!!对,因为我全试验过了我敢这么説,写得都是些个啥呀。。。一个个还COPY不走样,全错了而且。
我这个才叫独创,来看原理。

MASTER SLAVE+BROKER CLUSTER的搭建

  • 我们使用ZK搭建MASTER SLAVE
  • 我们使用BROKER CLUSTER把两个“组”合并在一起
先来看下面的集群规划

MASTER SLAVE+BROKER CLUSTER的搭建-Group1的配置

由于这涉及到两个组6个ActiveMQ的实例配置,如果把6个配置全写出来是完全没有必要的,因此我就把配置分成两组来写吧。每个组的配置对于其组内各个节点都为一致的,除去那些个端口号。Group1的配置(保持6个实例中brokerName全部为一致)

可以看到这边的broker cluster的配置是用来确保每一台都可以和Group2中的各个节点保持同步

MASTER SLAVE+BROKER CLUSTER的搭建-Group2的配置

可以看到这边的broker cluster的配置是用来确保每一台都可以和Group1中的各个节点保持同步

MASTER SLAVE+BROKER CLUSTER的搭建-客户端

客户端:

把6台实例全部启动起来(乖乖,好家伙)

把客户端写上全部6台实例(乖乖,好长一陀)

MASTER SLAVE+BROKER CLUSTER的搭建-实验

  • 使用生产端任意发送3条消息。
  • 生产端连上了61616,发送了3条消息,然后我们把61616所属的activemq1的进程直接杀了
  • 然后运行消费端,消费端连上了61618,消费成功3条消息
搞定了!
哈 哈 ,不要急,再重复一遍该实验,来:

  • 先把所有实例进程全部杀掉
  • 把6台实例全部启动起来(乖乖,好家伙)
  • 把客户端写上全部6台实例(乖乖,好长一陀)
  • 使用生产端任意发送3条消息。
  • 生产端连上了61616,发送了3条消息,然后我们把61616所属的activemq1的进程直接杀了
  • 然后运行消费端,消费端连上了61620,控台显示无任何消息消费
哈 哈 ,死惨了。。。作者滚粗。。。
为什么 ?WHY?

所谓的完美方案并不是真正的完美方案-情况A

是的,以上的方案存在着这一漏洞!来看原理!

对于上述情况,当61616宕机后,如果此时请求被failover到了group1中任意一个节点时,此时消费端完全可以拿到因为宕机而未被消费掉的消费。

所谓的完美方案并不是真正的完美方案-情况B

对于上述情况,当61616宕机后,如果此时请求被failover到了group2中任意一个节点时,此时因为group2中并未保存group1中的任何消息,因此只要你的请求被转发到另一个group中,消费端是决无可能去消费本不存在的消息的。这不是有可能而是一定会发生的情况。因为在生产环境中,请求是会被自由随机的派发给不同的节点的。

我为什么要提这个缺点、要否认之前的篇章? 我就是为了让大家感受一下网上COPY复制还是错误信息的博文的严重性,那。。。怎么做是真正完美的方案呢。。。

如何让方案完美

我们来看,如果我们把两个group间可以打通,是不是就可以在上述情况发生时做到failover到group2上时也能消费掉group1中的消息了呢?

怎么做?很简单,其实就是一个参数

duplex=true

什么叫duplex=true?

它就是用于mq节点间双向传输用的一个功能,看下面的例子

这就是duplex的使用方法,我很奇怪,竟然这么多人COPY 那错的1-2篇博文,但是就是没有提这个duplex的值,而且都设的是false。

duplex的作用就是mq节点1收到消息后会变成一个sender把消息发给节点2。
此时客户如果连的是节点2,也可以消息节点1中的消息,因此我给它起了一个比英译中更有现实意义的名称我管它叫“穿透”。
下面来看用“穿透机制”改造的真正完美方案吧。

最终完美解决方案

考虑到消费端可能会发生:

当Group1中有未消费的数据时时,消费端此时被转派到了Group2中的任意一个节点。
因此,在配置时需要进行如下的穿透:

按照这个思路我们在各Group中的各节点中作如下配置即可:

Group1中的配置

Group2中的配置

Group2中的每一个节点都不再需要来一句以下这样的东西了:

因为,你设的是duplex=true,它相当于下面几行的效果:

现在知道为什么要duplex=true了吧!

验证

  1. 先把所有实例进程全部杀掉
  2. 把6台实例全部启动起来(乖乖,好家伙)
  3. 把客户端写上全部6台实例(乖乖,好长一陀)
  4. 使用生产端任意发送3条消息。
  5. 生产端连上了61619(属于Group2),发送了3条消息,然后我们把61619所属的activemq4的进程直接杀了
  6. 然后运行消费端,消费端连上了61616,控台显示消费成功3条消息
大功告成!!!

结束语

从生产环境的高可用性来説,如果需要使用完美解决方案的话我们至少需要以下这些实体机

2台实体机

  • 每台虚出3个子节点来(用VM),供3个MQ实例运行使用,2*3共为6个
  • 并且一台实体机必须承载一个GROUP,同一个GROUP最好不要跨实体机或虚拟
2台实体机
  • 每台虚出3个子节点来(用VM),供3个ZK 节点使用,2*3共为6个
  • 并且一台实体机必须承载一个ZK GROUP,同一个ZK GROUP最好不要跨实体机或虚拟
同一台实体机上不得又安装ZK又安装MQ
上述是ActiveMQ Master Slave + Broker Cluster的最小化配置,为了得到更高的高可用性,建议6个MQ实例间全部需要有物理机承载。
但是,上述情况是用于应对
百万级并发消息的生产环境而言才需要如此大动干戈,对于常规环境笔者建议:
搞两台高配置的VM分散在两台不同的实体机,做MASTER SLAVE即可,当然笔者强烈建议使用ZK做ActiveMQ的Master Slave,ZK可以用3个节点,分别来自3个不同的虚机(不是指在一个VM里启3个不同端口的ZK实例,而是来自于3台虚机),至于3台虚机是否在不同实体机上,这倒不是太大要求,因为在MASTER SLAVE中的ZK只作节点信息、消息同步使用,不会受太多并发访问之苦。
还有一种集群方式留给大家自己去练习,很简单,就是几个节点间无MASTER SLAVE也只做static Broker Cluster, 用的就是这个“穿透原理”。
比如说,我有5个节点,其中生产连着A和B,消费连着C、D、E,然后在A上对C、D、E做穿透,B也对C、D、E做穿透,客户端只对A和B做failover,这就构成了一个spoker机制。它也可以制作出一个MASTER SLAVE + Broker Cluster的模型来,然后producer对a,b进行监听,而consumer failerover至c,d,e即可,这个架构不难,动一下手就会了。

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