Apache ActiveMQ实战(2)-集群

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Apache ActiveMQ实战(2)-集群

otteras 2016-07-09 23:54:31 浏览1424
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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:
<broker masterConnectorURI="tcp://masterhost:62001" shutdownOnMasterFailure="false"> 
... 
<transportConnectors> 
<transportConnector uri="tcp://slavehost:61616"/> 
</transportConnectors> 
</broker> 


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)

<broker useJmx="false" xmlns="http://activemq.org/config/1.0"> 
<persistenceAdapter> 
<journaledJDBC dataDirectory="/sharedFileSystem/broker"/> 
</persistenceAdapter> 
… 
</broker>

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)


<beans> 
<broker xmlns="http://activemq.org/config/1.0" brokerName="JdbcMasterBroker"> 
<persistenceAdapter> 
<jdbcPersistenceAdapter dataSource="#mysql-ds"/> 
</persistenceAdapter> 
</broker> 
<bean id="mysql-ds" class="org.apache.commons.dbcp.BasicDataSource" destroy-method="close"> 
<property name="driverClassName" value="com.mysql.jdbc.Driver"/> 
<property name="url" value="jdbc:mysql://localhost:3306/test?relaxAutoCommit=true"/> 
<property name="username" value="username"/> 
<property name="password" value="passward"/> 
<property name="poolPreparedStatements" value="true"/> 
</bean> 
</beans> 

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:


<networkConnectors>
<networkConnector name=”local network”
          uri=”static://(tcp://remotehost1:61616,tcp://remotehost2:61616)”/>
</networkConnectors>


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)


<transportConnectors>
            <!-- DOS protection, limit concurrent connections to 1000 and frame size to 100MB -->
            <transportConnector name="openwire" uri="tcp://0.0.0.0:61616?maximumConnections=1000&wireFormat.maxFrameSize=104857600"/>
            <transportConnector name="amqp" uri="amqp://0.0.0.0:5672?maximumConnections=1000&wireFormat.maxFrameSize=104857600"/>
            <transportConnector name="stomp" uri="stomp://0.0.0.0:61613?maximumConnections=1000&wireFormat.maxFrameSize=104857600"/>
            <transportConnector name="mqtt" uri="mqtt://0.0.0.0:1883?maximumConnections=1000&wireFormat.maxFrameSize=104857600"/>
            <transportConnector name="ws" uri="ws://0.0.0.0:61614?maximumConnections=1000&wireFormat.maxFrameSize=104857600"/>
</transportConnectors>

<persistenceAdapter>

           <kahaDB directory="/localhost/kahadb"/>
</persistenceAdapter>

slave配置(不要忘了改conf目录下的jetty.xml文件中的端口)

<transportConnectors>
            <!-- DOS protection, limit concurrent connections to 1000 and frame size to 100MB -->
            <transportConnector name="openwire" uri="tcp://0.0.0.0:61617?maximumConnections=1000&wireFormat.maxFrameSize=104857600"/>
            <transportConnector name="amqp" uri="amqp://0.0.0.0:5682?maximumConnections=1000&wireFormat.maxFrameSize=104857600"/>
            <transportConnector name="stomp" uri="stomp://0.0.0.0:61623?maximumConnections=1000&wireFormat.maxFrameSize=104857600"/>
            <transportConnector name="mqtt" uri="mqtt://0.0.0.0:1903?maximumConnections=1000&wireFormat.maxFrameSize=104857600"/>
            <transportConnector name="ws" uri="ws://0.0.0.0:61634?maximumConnections=1000&wireFormat.maxFrameSize=104857600"/>
</transportConnectors>

<persistenceAdapter>

           <kahaDB directory="/localhost/kahadb"/>
</persistenceAdapter>


  • 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:

<bean id="connectionFactory" class="org.apache.activemq.ActiveMQConnectionFactory">
	    <property name="brokerURL" value="failover:(tcp://192.168.0.101:61616,tcp://192.168.0.101:61617)" 
	    <property name="useAsyncSend" value="true" />
	    <property name="alwaysSessionAsync" value="true" />
	    <property name="useDedicatedTaskRunner" value="false" />
</bean>


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=2000
initLimit=10
syncLimit=5
dataDir=/opt/zk/data/1
clientPort=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=2000
initLimit=10
syncLimit=5
dataDir=/opt/zk/data/1
clientPort=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


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

<persistenceAdapter>

           <kahaDB directory="/localhost/kahadb"/>
</persistenceAdapter>

基于ZK的配置

<persistenceAdapter>  
      <replicatedLevelDB   
              directory="${activemq.data}/leveldb"  
              replicas="3"  
              bind="tcp://0.0.0.0:0"  
              zkAddress="192.168.0.101:2181"  
              zkPassword=""  
              hostname="ymklinux"
              sync="local_disk"  
              />  
</persistenceAdapter>

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:

 <persistenceAdapter>  
      <replicatedLevelDB   
              directory="${activemq.data}/leveldb"  
              replicas="3"  
              bind="tcp://0.0.0.0:0"  
              zkAddress="192.168.0.101:2181"  
              zkPassword=""  
              hostname="ymklinux"
              sync="local_disk"
              zkPath="/activemq/leveldb-stores" 
              />  
</persistenceAdapter>

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:

<bean id="connectionFactory" class="org.apache.activemq.ActiveMQConnectionFactory">
	<property name=“brokerURL” value=“failover:(tcp://192.168.0.101:61616,tcp://192.168.0.101:61617, tcp://192.168.0.101:61618)" />
	 <property name="useAsyncSend" value="true" />
	 <property name="alwaysSessionAsync" value="true" />
	 <property name="useDedicatedTaskRunner" value="false" />
</bean>

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

<networkConnectors> 
	 <networkConnector uri="static:(tcp://ymklinux:61617)" duplex=“false"/>  
</networkConnectors> 

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

<networkConnectors> 
	 <networkConnector uri="static:(tcp://ymklinux:61617)" duplex=“false"/>  
</networkConnectors> 

在61617中的配置

<networkConnectors> 
	 <networkConnector uri="static:(tcp://ymklinux:61616)" duplex=“false"/>  
</networkConnectors> 

客户端的配置

<bean id="connectionFactory" class="org.apache.activemq.ActiveMQConnectionFactory">
	<property name=“brokerURL” value=“failover:(tcp://192.168.0.101:61616,tcp://192.168.0.101:61617)" />
	 <property name="useAsyncSend" value="true" />
	 <property name="alwaysSessionAsync" value="true" />
	 <property name="useDedicatedTaskRunner" value="false" />
</bean>


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)

<networkConnectors> 
	 <networkConnector uri="static:(tcp://ymklinux:61619,tcp://ymklinux:61620,tcp://ymklinux:61621)" duplex=“false"/>  
 </networkConnectors> 

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


<persistenceAdapter>  
	<replicatedLevelDB   
              	          directory="${activemq.data}/leveldb"  
              	          replicas="3"  
               	          bind="tcp://0.0.0.0:0"  
              	          zkAddress="192.168.0.101:2181"  
              	          zkPassword=""  
              	          hostname="ymklinux"
              	          sync="local_disk"
	          zkPath="/activemq/leveldb-stores/group1" 
              	/>  
</persistenceAdapter>


MASTER SLAVE+BROKER CLUSTER的搭建-Group2的配置


 <networkConnectors> 
 	<networkConnector uri="static:(tcp://ymklinux:61616,tcp://ymklinux:61617,tcp://ymklinux:61618)" duplex=“false"/>  
 </networkConnectors>

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


<persistenceAdapter>  
	<replicatedLevelDB   
              	          directory="${activemq.data}/leveldb"  
              	          replicas="3"  
               	          bind="tcp://0.0.0.0:0"  
              	          zkAddress="192.168.0.101:2182"  
              	          zkPassword=""  
              	          hostname="ymklinux"
              	          sync="local_disk"
	          zkPath="/activemq/leveldb-stores/group2" 
              	/>  
</persistenceAdapter>


MASTER SLAVE+BROKER CLUSTER的搭建-客户端


客户端:

<property name="brokerURL" value="failover:(tcp://192.168.0.101:61616,
                                      tcp://192.168.0.101:61617,
                                      tcp://192.168.0.101:61618,
                                      tcp://192.168.0.101:61619,
                                      tcp://192.168.0.101:61620,
                                      tcp://192.168.0.101:61621)" />


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


	 <networkConnectors> 
	 	<networkConnector uri="static:(tcp://ymklinux:61619,tcp://ymklinux:61620,tcp://ymklinux:61621)" duplex="true"/>  
	 </networkConnectors> 



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:

 <networkConnectors> 
	 	<networkConnector uri="static:(tcp://ymklinux:61616,tcp://ymklinux:61617,tcp://ymklinux:61618)" duplex="true"/>  
	 </networkConnectors>



因为,你设的是duplex=true,它相当于下面几行的效果:


<!-- 在group1中 -->  
<networkConnector name="group1-broker1" uri="static:(tcp://broker1:61619)" duplex="false" />  
  
<!-- 在group1中 -->  
<networkConnector name="group1-broker2" uri="static:(tcp://broker0:61620)" duplex="false" />  

<!-- 在group1中 -->  
<networkConnector name="group1-broker3" uri="static:(tcp://broker0:61621)" duplex="false" /> 


<!-- 在group2中 -->  
<networkConnector name="group2-broker1" uri="static:(tcp://broker1:61616)" duplex="false" />  
  
<!-- 在group2中 -->  
<networkConnector name="group2-broker2" uri="static:(tcp://broker0:61617)" duplex="false" />  

<!-- 在group2中 -->  
<networkConnector name="group2-broker3" uri="static:(tcp://broker0:61618)" duplex="false" /> 


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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