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Rabbitmq heartbea心跳檢測機制原理解析

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前言

使用rabbitmq的時候,當(dāng)你客戶端與rabbitmq服務(wù)器之間一段時間沒有流量,服務(wù)器將會斷開與客戶端之間tcp連接。

而你將在服務(wù)器上看這樣的日志:

missed heartbeats from client, timeout: xxs

這個間隔時間就是心跳間隔。

heartbeat通常用來檢測通信的對端是否存活(未正常關(guān)閉socket連接而異常crash)。其基本原理是檢測對應(yīng)的socket連接上數(shù)據(jù)的收發(fā)是否正常,如果一段時間內(nèi)沒有收發(fā)數(shù)據(jù),則向?qū)Χ税l(fā)送一個心跳檢測包,如果一段時間內(nèi)沒有回應(yīng)則認(rèn)為心跳超時,即認(rèn)為對端可能異常crash了。

rabbitmq也不例外,heatbeat在客戶端和服務(wù)端之間用于檢測對端是否正常,即客戶端與服務(wù)端之間的tcp鏈接是否正常。

關(guān)于rabbitmq心跳

1.heartbeat檢測時間間隔可在配置文件rabbitmq.config中增加配置項{heartbeat,Timeout}進(jìn)行配置,其中Timeout指定時間間隔,單位為秒,另外客戶端也可以配置heartbeat時間。

如果服務(wù)端沒有配置

默認(rèn)代理心跳時間:

RabbitMQ 3.2.2:580秒
RabbitMQ 3.5.5:60秒

2.官方建議不要禁用心跳,且建議心跳時間為60秒。

3.心跳每 heartbeat timeout / 2 秒發(fā)送一次,服務(wù)器兩次沒有接收到則斷開tcp連接,以前的連接將失效,客戶端需要重新連接。

4.如果你使用Java, .NET and Erlang clients,服務(wù)器與客戶端會協(xié)商heartbeat時間

如果其中一個值為0,則使用兩者中較大的一個

否則,使用兩者中較小的一個

兩個值都為0,則表示要禁用心跳,則服務(wù)端與客戶端維持此tcp連接,不會斷開。

注意:在python客戶端上直接設(shè)置為0,則禁用心跳。

禁用心跳在python客戶端該如何設(shè)置:

在py3:ConnectionParameters設(shè)置heartbeat_interval=0即可。

在py2:ConnectionParameters設(shè)置heartbeat=0即可。

5.連接上的任何流量(傳輸?shù)挠行?shù)據(jù)、確認(rèn)等)都將被計入有效心跳,當(dāng)然也包括心跳幀。

6.我在網(wǎng)上看到有人問到這個問題:

為什么服務(wù)端宕機,在心跳檢測機制下,服務(wù)器側(cè)斷開連接,而客戶端這邊不能檢測到tcp斷開,我測試過,客戶端確實不能檢測到tcp連接斷開,只有當(dāng)客戶端在這個tcp有操作后,才能檢測到,當(dāng)然在一個斷開的tcp連接上做操作會報錯(如發(fā)送消息)。

import pika 
import time 

credit = pika.PlainCredentials(username='cloud', password='cloud')
connection = pika.BlockingConnection(pika.ConnectionParameters(
  host='10.32.1.12', credentials=credit))
channel = connection.channel() 
while True:
  connect_close = connection.is_closed
  connect_open = connection.is_open
  channel_close = channel.is_closed
  channel_open = channel.is_open
  
  print("connection is_closed ", connect_close)
  print("connection is_open ", connect_open)
  print("channel is_closed ", channel_close)
  print("channel is_open ", channel_open)
  print("")
  time.sleep(5)

7.一些RabbitMQ客戶端(Bunny,Java,.NET,Objective-C,Swift)提供了一種在網(wǎng)絡(luò)故障后自動恢復(fù)連接的機制,而pika只能通過檢測連接異常后再重新創(chuàng)建連接的方式。

示例代碼:通過檢測連接異常,重新創(chuàng)建連接:

import pika

while True:
  try:
    connection = pika.BlockingConnection()
    channel = connection.channel()
    channel.basic_consume('test', on_message_callback)
    channel.start_consuming()
  # Don't recover if connection was closed by broker
  except pika.exceptions.ConnectionClosedByBroker:
    break
  # Don't recover on channel errors
  except pika.exceptions.AMQPChannelError:
    break
  # Recover on all other connection errors
  except pika.exceptions.AMQPConnectionError:
    continue

你也可以使用操作重試庫,例如 retry。

from retry import retry

@retry(pika.exceptions.AMQPConnectionError, delay=5, jitter=(1, 3))
def consume():
  connection = pika.BlockingConnection()
  channel = connection.channel()
  channel.basic_consume('test', on_message_callback)
  try:
    channel.start_consuming()
  # Don't recover connections closed by server
  except pika.exceptions.ConnectionClosedByBroker:
    pass
consume()

heartbeat的實現(xiàn)

rabbitmq在收到來自客戶端的connection.tune-ok信令后,啟用心跳檢測,rabbitmq會為每個tcp連接創(chuàng)建兩個進(jìn)程用于心跳檢測,一個進(jìn)程定時檢測tcp連接上是否有數(shù)據(jù)發(fā)送(這里的發(fā)送是指rabbitmq發(fā)送數(shù)據(jù)給客戶端),如果一段時間內(nèi)沒有數(shù)據(jù)發(fā)送給客戶端,則發(fā)送一個心跳包給客戶端,然后循環(huán)進(jìn)行下一次檢測;另一個進(jìn)程定時檢測tcp連接上是否有數(shù)據(jù)的接收,如果一段時間內(nèi)沒有收到任何數(shù)據(jù),則判定為心跳超時,最終會關(guān)閉tcp連接。另外,rabbitmq的流量控制機制可能會暫停heartbeat檢測,這里不展開描述。

涉及的源碼:

start(SupPid, Sock, SendTimeoutSec,
   SendFun, ReceiveTimeoutSec, ReceiveFun) ->
  %%數(shù)據(jù)發(fā)送檢測進(jìn)程
  {ok, Sender} = start_heartbeater(SendTimeoutSec, SupPid, Sock,
                   SendFun, heartbeat_sender,
                   start_heartbeat_sender),
  %%數(shù)據(jù)接收檢測進(jìn)程
  {ok, Receiver} = start_heartbeater(ReceiveTimeoutSec, SupPid,
                    Sock, ReceiveFun,
                    heartbeat_receiver,
                    start_heartbeat_receiver),
  {Sender, Receiver}.

start_heartbeat_sender(Sock, TimeoutSec, SendFun) ->
  %% the 'div 2' is there so that we don't end up waiting for
  %% nearly 2 * TimeoutSec before sending a heartbeat in the
  %% boundary case
  heartbeater({Sock, TimeoutSec * 1000 div 2, send_oct, 0,
         fun () -> SendFun(), continue end}).

start_heartbeat_receiver(Sock, TimeoutSec, ReceiveFun) ->
  %% we check for incoming data every interval, and time out after
  %% two checks with no change. As a result we will time out
  %% between 2 and 3 intervals after the last data has been
  %% received
  heartbeater({Sock, TimeoutSec * 1000, recv_oct, 1,
        fun () -> ReceiveFun(), stop end}).

heartbeater({Sock, TimeoutMillisec, 
       StatName, Threshold, Handler} = Params,
      Deb,
      {StatVal, SameCount} = State) ->
  Recurse = fun (State1) -> heartbeater(Params, Deb, State1) end,
  receive
    ...
  %% 定時檢測
  after TimeoutMillisec ->
    case rabbit_net:getstat(Sock, [StatName]) of
      {ok, [{StatName, NewStatVal}]} ->
        %% 收發(fā)數(shù)據(jù)有變化
        if NewStatVal =/= StatVal ->
            %%重新開始檢測
            Recurse({NewStatVal, 0});
          %%未達(dá)到指定次數(shù), 發(fā)送為0, 接收為1
          SameCount < Threshold ->
            %%計數(shù)加1, 再次檢測
            Recurse({NewStatVal, SameCount + 1});
          %%heartbeat超時
          true ->
            %%對于發(fā)送檢測超時, 向客戶端發(fā)送heartbeat包
            %%對于接收檢測超時, 向父進(jìn)程發(fā)送超時通知
            %%由父進(jìn)程觸發(fā)tcp關(guān)閉等操作
            case Handler() of
              %%接收檢測超時
              stop   -> ok;
              %%發(fā)送檢測超時
              continue -> Recurse({NewStatVal, 0})
            end;
      ...

收發(fā)檢測的時候利用了inet模塊的getstat,查看socket的統(tǒng)計信息

recv_oct: 查看socket上接收的字節(jié)數(shù)

send_oct: 查看socket上發(fā)送的字節(jié)數(shù)

inet詳細(xì)見這里: http://www.erlang.org/doc/man/inet.html

以上就是本文的全部內(nèi)容,希望對大家的學(xué)習(xí)有所幫助,也希望大家多多支持腳本之家。

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