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RabbitMQ性能优化

更新时间:2025-01-21 GMT+08:00
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保持尽可能短的队列长度

太多的消息堆积在队列中会造成内存负载过高,为了释放内存,RabbitMQ 会把消息转存到磁盘,转存过程会耗费大量时间,造成消息处理速度下降或直接阻塞生产流程。因此队列中堆积过多的消息容易对 broker 产生负面效应。除此之外,如果节点崩溃后重启,过多的数据会使得重建索引需要消耗大量时间,集群模式下的节点间同步数据也会非常耗时。

使用惰性队列提升稳定性

惰性队列(lazy queues)是 RabbitMQ 3.6 之后新增的特性。惰性队列的消息会自动存储到磁盘,因此减少了内存的使用率,但是会增加I/O开销,影响吞吐量。使用惰性队列能够更好的把控性能,并且使得集群更加的稳定。和非惰性队列不同,消息不会积累在内存中然后等到内存不足再一次性刷到磁盘,造成队列性能不稳定。如果你需要一次发送大量消息,或者消费速度长时间赶不上生产速度,那么我们推荐使用惰性队列。 请注意,以下情况不建议使用惰性队列: a. 追求高性能 b. 队列无明显积压 c. 队列设置了 max-length 策略

通过TTL或者max-length限制队列长度

可以通过设置消息 TTL、队列 TTL 和 max-length 来限制队列长度。如果队列长度达到 max-length 值,队列头部的消息会被丢弃或进入死信队列。消息的生存时间到期也会被丢弃或者进入死信队列。

关注队列个数

在 RabbitMQ 中,一条队列是由一个线程处理的。利用服务器的多核特性和分布式特性建立多条队列,将不同队列分布到不同 CPU 或不同节点,以此来获取高吞吐量。同时需要注意,过多的队列可能会对 CPU 和内存造成较高的负担,RabbitMQ management 接口的响应速度也会受到影响。

自动为临时队列分配队列名

如果使用临时队列(包括排他队列、自动删除队列、非持久化队列),可以调用不带参数的接口queueDeclare()让 RabbitMQ 自动为你分配一个队列名。

根据需要使用自动删除队列

如果不再使用的队列资源长期保存在服务端,可能对 RabbitMQ 性能造成影响,可以通过三种方法自动地删除队列:为队列设置 TTL 属性、为队列设置 auto-delete 属性、为队列设置 exclusive 属性。

控制优先级队列的使用

每一个优先级会在Erlang VM中使用一个内部队列,这会消耗一定的资源。大多数场景下,使用最多5个优先级就够了。

如何确定消息大小

如何选择发往RabbitMQ的消息长度是一个常见问题。记住,每秒钟发送的消息数比消息大小更容易达到瓶颈。虽然发送大消息不是一个好的做法,但是发送多条小的消息也可能不是一个好的选择。更好的方法是生产者把多条小消息封装成一条大消息,然后由消费者来拆开处理。然而,如果一条大消息封装了太多的子消息,处理速度将会受到影响。如果一条子消息处理失败,整个大消息都需要重传。因此,当选择消息大小时,需要考虑带宽和业务架构。

连接和通道

每条连接(connection)大约占用 100KB 内存(启动 TLS 则会占用更多)。数以千计的连接会对 RabbitMQ 服务端造成较大的负担,极端情况下会因为 OOM 而崩溃。AMQP 协议可以在单条 TCP 连接上进行多路复用。建议一个进程只创建一条 TCP 连接,每个线程复用这条连接创建各自的通道(channel)连接应该保持长生命周期,因为 AMQP 建立连接需要一定的开销(至少 7 个 TCP 包)。相反,通道则允许较为频繁的开启和关闭,但在发布消息时复用通道也是一个好的习惯,不要每发送一条消息都开启一个新的通道。同时需要注意如下几点:

  • 多线程不要共享通道,因为你很难实现线程安全。
  • 不要频繁的开启或关闭连接和通道,否则会造成更高的延迟。
  • 生产者和消费者使用独立的连接,来提高吞吐量。
  • 大量的连接和通道可能会影响管理接口的性能,造成请求超时。

消息确认

消费者使用确认(Acknowledgment)机制避免消息因为连接问题而丢失,客户端可以在收到消息或者处理完消息后回给服务端一个 ack 消息。消费者确认机制会对性能造成影响,如果单纯追求高吞吐量,应该关闭手动确认功能。如果消息对于业务来说比较重要,那么应该在消息被处理完之后才确认该条消息。生产者使用 Confirm 机制来实现类似的功能,当服务端收到生产者发来的消息,它会返回一个 ack 消息,以此来实现最少一次(at-least-once)的投递语义。注意,Confirm 机制同样会影响性能。

控制未确认消息个数

所有未确认的消息都会暂存在内存中,太多的未确认消息可能造成服务 OOM。为了限制未确认消息的规模,你可以在消费者端开启prefetch功能来限制消息拉取上限。

持久化资源

为了防止因为服务宕机、重启、硬件问题等原因造成的消息丢失,请使用持久化队列和消息。持久化消息涉及到写磁盘操作,如果使用了惰性队列也会将所有消息写入磁盘,包括非持久化消息。如果单纯追求高性能,可以使用非持久化消息。

开启TLS连接

你可以在 AMQP 之上使用 TLS 连接 RabbitMQ。因为数据需要加解密,所以 TLS 对性能有一定的影响。

如何正确选择 QoS 值

  • 如果只有单个或少量消费者,并且消费速度很快,那么建议 QoS 设置的大一点,使得客户端保持忙碌状态。
  • 如果客户端的消息处理速度和带宽保持不变,简单的用公式RTT / 单条消息处理时间就可以估算出应该设置多大的 QoS 值。
  • 如果消费者数量较多并且消息处理速度较快,那么建议 QoS 设置的小一点。
  • 如果消费者数量较多并且消息处理速度较慢,那么建议 QoS 设置为 1,让消息平均的分发到所有消费者。

请注意,如果客户端使用拉模式或者开启了自动确认(auto-ack),预拉取功能将会失效。一个常见的错误是不限制预拉取消息个数,所有消息全部发送给一个消费者,造成消费者 OOM 崩溃和消息重复投递。更多关于 RabbitMQ 预拉取功能的信息可以参考这里

观测性能指标

指标ID

指标名称

指标说明

channels

通道数

该指标用于统计RabbitMQ实例中的总通道数。

queues

队列数

该指标用于统计RabbitMQ实例中的总队列数。

connections

连接数

该指标用于统计RabbitMQ实例中的总连接数。

connections_usage

连接数使用率

当前节点实际连接数占最大连接数比率。

rabbitmq_disk_usage

磁盘容量使用率

统计Rabbitmq节点虚拟机的磁盘容量使用率。

rabbitmq_cpu_usage

CPU使用率

统计Rabbitmq节点虚拟机的CPU使用率。

rabbitmq_memory_usage

内存使用率

统计Rabbitmq节点虚拟机的内存使用率。

rabbitmq_cpu_core_load

CPU核均负载

统计Rabbitmq节点虚拟机CPU每个核的平均负载。

全量指标可参考RabbitMQ支持的监控指标

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