RabbitMQ集群设计用于完成两个目标：允许消费者和生产者在RabbitMQ节点崩溃的情况下继续运行，以及通过添加更多的节点来扩展消息通信的吞吐量。
RabbitMQ会始终记录以下四种类型的内部元数据：
1. 队列元数据-队列的名称和它们的属性（是否持久化，是否自动删除）
2. 交换器元数据-交换器类型、名称和属性（可持久化等）
3. 绑定元数据-一张简单的表格展示了如何将消息路由到队列
4. vhost元数据-为vhost内的队列、交换器和绑定提供命名空间和安全属性
在单一节点内，RabbitMQ会将所有这些信息存储在内存中，同时将那些标记为可持久化的队列和交换器（以及它们的绑定）存储到硬盘上。当你引入集群时，RabbitMQ需要追踪新的元数据类型：集群节点位置，以及节点与已记录的其他类型元数据的关系。集群提供了选择：将元数据存储到磁盘上，或者存储在内存中。
Erlang Cookie
Erlang Cookie是保证不同节点可以相互通信的密钥，要保证集群中的不同节点相互通信必须共享相同的Erlang Cookie。具体的目录存放在/var/lib/rabbitmq/.erlang.cookie。
说明： 这就要从rabbitmqctl命令的工作原理说起，RabbitMQ底层是通过Erlang架构来实现的，所以rabbitmqctl会启动Erlang节点，并基于Erlang节点来使用Erlang系统连接RabbitMQ节点，在连接过程中需要正确的Erlang Cookie和节点名称，Erlang节点通过交换Erlang Cookie以获得认证。
镜像队列
功能和原理
RabbitMQ的Cluster集群模式一般分为两种，普通模式和镜像模式。
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普通模式：默认的集群模式，以两个节点（rabbit01、rabbit02）为例来进行说明。对于Queue来说，消息实体只存在于其中一个节点rabbit01（或者rabbit02），rabbit01和rabbit02两个节点仅有相同的元数据，即队列的结构。当消息进入rabbit01节点的Queue后，consumer从rabbit02节点消费时，RabbitMQ会临时在rabbit01、rabbit02间进行消息传输，把A中的消息实体取出并经过B发送给consumer。所以consumer应尽量连接每一个节点，从中取消息。即对于同一个逻辑队列，要在多个节点建立物理Queue。否则无论consumer连rabbit01或rabbit02，出口总在rabbit01，会产生瓶颈。当rabbit01节点故障后，rabbit02节点无法取到rabbit01节点中还未消费的消息实体。如果做了消息持久化，那么得等rabbit01节点恢复，然后才可被消费；如果没有持久化的话，就会产生消息丢失的现象。
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镜像模式：将需要消费的队列变为镜像队列，存在于多个节点，这样就可以实现RabbitMQ的HA高可用性。作用就是消息实体会主动在镜像节点之间实现同步，而不是像普通模式那样，在consumer消费数据时临时读取。缺点就是，集群内部的同步通讯会占用大量的网络带宽。
内存节点和磁盘节点
每个RabbitMQ节点，要么是内存节点（ram node），要么是磁盘节点（disk node）。内存节点将所有的队列、交换器、绑定、用户、权限和vhost的元数据定义都仅存在内存中。而磁盘节点则将元数据存储在磁盘中。
内存节点的效率更高，内存节点唯一存储到磁盘上的是磁盘节点的地址。
RabbitMQ要求集群中至少有一个磁盘节点。当节点加入或者离开集群时，它们必须要将该变更通知到至少一个磁盘节点。如果只有一个磁盘节点，而且不凑巧的是它又崩溃了，那么集群可以继续路由消息，但是不能做以下操作了：
1. 创建队列
2. 创建交换器
3. 创建绑定
4. 添加用户
5. 更改权限
单机环境搭建多节点群集
1、禁用管理后台插件rabbitmq-plugins disable rabbitmq_management
2、创建三个Shell文件
rabbitmq1.sh
#!/bin/bash
export RABBITMQ_NODE_PORT=5672
export RABBITMQ_NODENAME=rabbit
rabbitmq-server
rabbitmq2.sh
#!/bin/bash
export RABBITMQ_NODE_PORT=5673
export RABBITMQ_NODENAME=rabbit2
rabbitmq-server
rabbitmq3.sh
#!/bin/bash
export RABBITMQ_NODE_PORT=5674
export RABBITMQ_NODENAME=rabbit3
rabbitmq-server
3、停止在Erlang节点上运行的节点2和节点3 RabbitMQ Server 并清空（重置）它们的元数据
rabbitmqctl -n rabbit1@localhost stop_app
rabbitmqctl -n rabbit2@localhost stop_app
rabbitmqctl -n rabbit1@localhost reset
rabbitmqctl -n rabbit2@localhost reset
4、将节点2作为磁盘节点加入集群并启动应用
rabbitmqctl -n rabbit1@localhost join_cluster rabbit@localhost
rabbitmqctl -n rabbit1@localhost start_app
5、将节点3作为内存节点加入集群并启动应用
rabbitmqctl -n rabbit2@localhost join_cluster --ram rabbit@localhost
rabbitmqctl -n rabbit2@localhost start_app
6、运行命令rabbitmqctl cluster_status查看集群状态
Cluster status of node rabbit@localhost ...
[{nodes,[{disc,[rabbit1@localhost,rabbit@localhost]},
{ram,[rabbit2@localhost]}]},
{running_nodes,[rabbit2@localhost,rabbit1@localhost,rabbit@localhost]},
{cluster_name,<<"rabbit@localhost">>},
{partitions,[]},
{alarms,[{rabbit2@localhost,[]},
{rabbit1@localhost,[]},
{rabbit@localhost,[]}]}]
集群安装成功，这时候java客户端可以连接任何一个RabbitMQ Server的端口来访问集群了。
7、镜像队列
在声明队列时，可以通过参数"x-ha-policy"设置为"all"来把消息发送到集群的所有节点上。
Map arg = new HashMap();
arg.put("x-ha-policy", "all");
channel.queueDeclare(queueName, false, false, false, arg);
客户端发送代码
package com.test.cluster;
import com.rabbitmq.client.*;
import java.io.IOException;
import java.lang.String;
import java.lang.System;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import java.util.Scanner;
public class Producer {
public static void main(String[] args) throws Exception {
//使用默认端口连接MQ
ConnectionFactory factory = new ConnectionFactory();
factory.setUsername("admin");
factory.setPassword("admin");
factory.setHost("192.168.169.142"); //使用默认端口5672
Connection conn = factory.newConnection(); //声明一个连接
Channel channel = conn.createChannel(); //声明消息通道
String exchangeName = "TestEXG";//交换机名称
String routingKey = "RouteKey1";//RoutingKey关键字
channel.exchangeDeclare(exchangeName, "direct", true);//定义声明交换机
String queueName = "ClusterQueue";//队列名称
Map arg = new HashMap();
arg.put("x-ha-policy", "all");
channel.queueDeclare(queueName, false, false, false, arg);
channel.queueBind(queueName, exchangeName, routingKey);//定义声明对象
byte[] messageBodyBytes = "Hello, world!".getBytes();//消息内容
channel.basicPublish(exchangeName, routingKey, null, messageBodyBytes);//发布消息
//关闭通道和连接
channel.close();
conn.close();
}
}
消费者代码
package com.test.cluster;
import com.rabbitmq.client.Channel;
import com.rabbitmq.client.Connection;
import com.rabbitmq.client.ConnectionFactory;
import com.rabbitmq.client.QueueingConsumer;
import java.io.IOException;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
//通过channel.basicAck向服务器发送回执,删除服务上的消息
public class Consumer {
public static void main(String[] args) throws IOException, InterruptedException {
ConnectionFactory factory = new ConnectionFactory();
factory.setUsername("admin");
factory.setPassword("admin");
factory.setHost("192.168.169.142"); //使用默认端口5672
factory.setPort(5672);
Connection conn = factory.newConnection(); //声明一个连接
Channel channel = conn.createChannel(); //声明消息通道
String exchangeName = "TestEXG";//交换机名称
String queueName = "ClusterQueue";//队列名称
channel.exchangeDeclare(exchangeName, "direct", true);//定义声明交换机
channel.queueBind(queueName, exchangeName, "RouteKey1");
channel.basicQos(1); //server push消息时的队列长度
//用来缓存服务器推送过来的消息
QueueingConsumer consumer = new QueueingConsumer(channel);
channel.basicConsume(queueName, false, consumer);
while (true) {
QueueingConsumer.Delivery delivery = consumer.nextDelivery();
System.out.println("Received " + new String(delivery.getBody()));
//回复ack包，如果不回复，消息不会在服务器删除
channel.basicAck(delivery.getEnvelope().getDeliveryTag(), false);
}
}
}