RabbitMQ的常见工作模式

Work queues 工作队列模式

模式说明

通过Helloworld工程我们已经能够构建一个简单的消息队列的基本项目，项目中存在几个角色:生产者、消费者、队列，而对于我们真实的开发中，对于消息的消费者通过是有多个的。

比如在实现用户注册功能时，用户注册成功，会给响对应用户发送邮件，同时给用户发送手机短信，告诉用户已成功注册网站或者app 应用，这种功能在大部分项目开发中都比较常见，而对于helloworld 的应用中虽然能够对消息进行消费，但是有很大问题: 消息消费者只有一个，当消息量非常大时，单个消费者处理消息就会变得很慢，同时给节点页带来很大压力，导致消息堆积越来越多。对于这种情况，RabbitMQ 提供了工作队列模式，通过工作队列提供做个消费者，对MQ产生的消息进行消费，提高MQ消息的吞吐率，降低消息的处理时间。处理模型图如下。

实现步骤

生产者

java 复制代码

package cn.wolfcode.java.rabbitmq._02worker;
import com.rabbitmq.client.Channel;
import com.rabbitmq.client.Connection;
import com.rabbitmq.client.ConnectionFactory;
import com.rabbitmq.client.MessageProperties;

/**
 * Created by wolfcode-fanjialong
 */

public class NewTask {
    private static final String TASK_QUEUE_NAME = "task_queue";
    public static void main(String[] argv) throws Exception {
        ConnectionFactory factory = new ConnectionFactory();
        factory.setHost("192.168.142.129");
        try (Connection connection = factory.newConnection();
             Channel channel = connection.createChannel()) {
            channel.queueDeclare(TASK_QUEUE_NAME, true, false, false, null);
            String message = "tasequeue";
            for(int i=0;i<20;i++){
                channel.basicPublish("", TASK_QUEUE_NAME,
                        MessageProperties.PERSISTENT_TEXT_PLAIN,

                        (message+i).getBytes("UTF-8"));

            }
            System.out.println(" [x] Sent '" + message + "'");
        }
    }
}

消费者

java 复制代码

package cn.wolfcode.java.rabbitmq._02worker;

import com.rabbitmq.client.Channel;
import com.rabbitmq.client.Connection;
import com.rabbitmq.client.ConnectionFactory;
import com.rabbitmq.client.DeliverCallback;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

/**

 * Created by wolfcode-fanjialong

 */

public class Worker {

    private static final String TASK_QUEUE_NAME = "task_queue";

    public static void main(String[] argv) throws Exception {
        ConnectionFactory factory = new ConnectionFactory();
        factory.setHost("192.168.142.129");
        final Connection connection = factory.newConnection;
        final Channel channel = connection.createChannel();
        channel.queueDeclare(TASK_QUEUE_NAME, true, false, false, null);
        System.out.println(" [*] Waiting for messages. To exit press CTRL+C");
        //channel.basicQos(1);
        DeliverCallback deliverCallback = (consumerTag, delivery) -> {
            String message = new String(delivery.getBody(), "UTF-8");
            try {
                TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }finally {
                channel.basicAck(delivery.getEnvelope().getDeliveryTag(), false);
            }

            System.out.println(" [x] Received '" + message + "'");
        };

        channel.basicConsume(TASK_QUEUE_NAME, false, deliverCallback, consumerTag -> { });
    }

}

简单问题说明

从结果可以看出消息被平均分配到两个消费方，来对消息进行处理，提高了消息处理效率，创建多个消费者来对消息进行处理。这里RabitMQ采用轮询来对消息进行分发时保证了消息被平均分配到每个消费方。

但是引入新的问题:真正的生产环境下，对于消息的处理基本不会像我们现在看到的这样，每个消费方处理的消息数量是平均分配的，比如因为网络原因，机器cpu ，内存等硬问题，消费方处理消息时同类消息不同机器进行处理时消耗时间也是不一样的，比如1号消费者消费1条消息时1秒，2号消费者消费1条消息是5秒，对于1号消费者比2号消费者处理消息快，那么在分配消息时就应该让1号消费者多收到消息进行处理，也即是我们通常所说的"能者多劳",同样Rabbitmq对于这种消息分配模式提供了支持。

问题：任务量很大，消息虽然得到了及时的消费，单位时间内消息处理速度加快，提高了吞吐量，可是不同消费者处理消息的时间不同，导致部分消费者的资源被浪费。

解决：采用消息公平分发。

总结：工作队列消息轮询分发消费者收到的消息数量平均分配，单位时间内消息处理速度加快，提高了吞吐量。

工作模式队列-消息公平分发(fair dispatch)

在案例01中对于消息分发采用的是默认轮询分发，消息应答采用的自动应答模式，这是因为当消息进入队列，RabbitMQ就会分派消息。它不看消费者为应答的数目，只是盲目的将第n条消息发给第n个消费者。

为了解决这个问题，我们使用 basicQos(prefetchCount = 1) 方法，来限RabbitMQ只发不超过1条的消息给同一个消费者。当消息处理完毕后，有了反馈，才会进行第二次发送。执行模型图如下:

Pub/Sub 订阅模式

模式说明

在订阅模型中，多了一个 Exchange 角色，而且过程略有变化：

P：生产者，也就是要发送消息的程序，但是不再发送到队列中，而是发给X（交换机）

C：消费者，消息的接收者，会一直等待消息到来

Queue：消息队列，接收消息、缓存消息

Exchange：交换机（X）。一方面，接收生产者发送的消息。另一方面，知道如何处理消息，例如递交给某个特别队列、

递交给所有队列、或是将消息丢弃。到底如何操作，取决于Exchange的类型。Exchange有常见以下3种类型：

Fanout：广播，将消息交给所有绑定到交换机的队列
Direct：定向，把消息交给符合指定routing key 的队列
Topic：通配符，把消息交给符合routing pattern（路由模式）的队列

Exchange（交换机）只负责转发消息，不具备存储消息的能力，因此如果没有任何队列与 Exchange 绑定，或者没有符合路由规则的队列，那么消息会丢失！

实现步骤

生产者

java 复制代码

package cn.wolfcode.java.rabbitmq._03pubsub;
import com.rabbitmq.client.Channel;
import com.rabbitmq.client.Connection;
import com.rabbitmq.client.ConnectionFactory;

/**
 * Created by wolfcode-fanjialong
 */
public class EmitLog {
    private static final String EXCHANGE_NAME = "logs";
    public static void main(String[] argv) throws Exception {
        ConnectionFactory factory = new ConnectionFactory();
        factory.setHost("localhost");
        try (Connection connection = factory.newConnection();
            Channel channel = connection.createChannel()) {
            channel.exchangeDeclare(EXCHANGE_NAME, "fanout");
            String message = "info: Hello World!";
            channel.basicPublish(EXCHANGE_NAME, "", null, message.getBytes("UTF-8"));
            System.out.println(" [x] Sent '" + message + "'");
        }
    }
}

消费者

java 复制代码

package cn.wolfcode.java.rabbitmq._03pubsub;

import com.rabbitmq.client.Channel;
import com.rabbitmq.client.Connection;
import com.rabbitmq.client.ConnectionFactory;
import com.rabbitmq.client.DeliverCallback;

/**
 * Created by wolfcode-fanjialong
 */

public class ReceiveLogs {
    private static final String EXCHANGE_NAME = "logs";
    public static void main(String[] argv) throws Exception {
        ConnectionFactory factory = new ConnectionFactory();
        factory.setHost("localhost");
        Connection connection = factory.newConnection();
        Channel channel = connection.createChannel();
        channel.exchangeDeclare(EXCHANGE_NAME, "fanout");
        String queueName = channel.queueDeclare().getQueue();
        channel.queueBind(queueName, EXCHANGE_NAME, "");
        System.out.println(" [*] Waiting for messages. To exit press CTRL+C");
        DeliverCallback deliverCallback = (consumerTag, delivery) -> {
            String message = new String(delivery.getBody(), "UTF-8");
            System.out.println(" [x] Received '" + message + "'");
        };
        channel.basicConsume(queueName, true, deliverCallback, consumerTag -> { });
    }
}

Routing 路由模式

模式说明

队列与交换机的绑定，不能是任意绑定了，而是要指定一个 RoutingKey（路由key）

消息的发送方在向 Exchange 发送消息时，也必须指定消息的 RoutingKey

Exchange 不再把消息交给每一个绑定的队列，而是根据消息的 Routing Key 进行判断，只有队列的 Routingkey 与消息的 Routing key 完全一致，才会接收到消息

图解：

P：生产者，向 Exchange 发送消息，发送消息时，会指定一个routing key

X：Exchange（交换机），接收生产者的消息，然后把消息递交给与 routing key 完全匹配的队列

C1：消费者，其所在队列指定了需要 routing key 为 error 的消息

C2：消费者，其所在队列指定了需要 routing key 为 info、error、warning 的消息

实现步骤

生产者

java 复制代码

package cn.wolfcode.java.rabbitmq._04rounting;
import com.rabbitmq.client.BuiltinExchangeType;
import com.rabbitmq.client.Channel;
import com.rabbitmq.client.Connection;
import com.rabbitmq.client.ConnectionF![在这里插入图片描述](https://img-blog.csdnimg.cn/direct/6bffe712644346098952dba200523856.png)
actory;
/**
 * Created by wolfcode-fanjialong
 */

public class EmitLogDirect {
    private static final String EXCHANGE_NAME = "direct_logs";
    public static void main(String[] argv) throws Exception {
        ConnectionFactory factory = new ConnectionFactory();
        factory.setHost("localhost");
        try (Connection connection = factory.newConnection();
             Channel channel = connection.createChannel()) {
            channel.exchangeDeclare(EXCHANGE_NAME, BuiltinExchangeType.DIRECT);
            String severity = "info";
            String message = "directMsg";
            channel.basicPublish(EXCHANGE_NAME, severity, null, message.getBytes("UTF-8"));
            System.out.println(" [x] Sent '" + severity + "':'" + message + "'");
        }
    }
}

消费者

java 复制代码

package cn.wolfcode.java.rabbitmq._04rounting;

import com.rabbitmq.client.*;

/**

 * Created by wolfcode-fanjialong

 */

public class ReceiveLogsDirect {
    private static final String EXCHANGE_NAME = "direct_logs";
    public static void main(String[] argv) throws Exception {
        ConnectionFactory factory = new ConnectionFactory();
        factory.setHost("localhost");
        Connection connection = factory.newConnection();
        Channel channel = connection.createChannel();
        channel.exchangeDeclare(EXCHANGE_NAME, BuiltinExchangeType.DIRECT);
        String queueName = channel.queueDeclare().getQueue();
        channel.queueBind(queueName, EXCHANGE_NAME, "info");
        channel.queueBind(queueName, EXCHANGE_NAME, "error");
        channel.queueBind(queueName, EXCHANGE_NAME, "warning");
        System.out.println(" [*] Waiting for messages. To exit press CTRL+C");
        DeliverCallback deliverCallback = (consumerTag, delivery) -> {
            String message = new String(delivery.getBody(), "UTF-8");
            System.out.println(" [x] Received '" + delivery.getEnvelope().getRoutingKey() + "':'" + message + "'");
        };
        channel.basicConsume(queueName, true, deliverCallback, consumerTag -> {
        });
    }

}

Topic 模式

模式介绍

Topic 类型与 Direct 相比，都是可以根据 RoutingKey 把消息路由到不同的队列。只不过 Topic 类型

Exchange 可以让队列在绑定 Routing key 的时候使用通配符！

Routingkey 一般都是有一个或多个单词组成，多个单词之间以"."分割，例如： item.insert

通配符规则：# 匹配一个或多个词，* 匹配不多不少恰好1个词，例如：item.# 能够匹配 item.insert.abc 或者 item.insert，item.* 只能匹配 item.insert

图解：

红色 Queue：绑定的是 usa.# ，因此凡是以 usa. 开头的 routing key 都会被匹配到

黄色 Queue：绑定的是 #.news ，因此凡是以 .news 结尾的 routing key 都会被匹配

实现步骤

生产者

java 复制代码

package cn.wolfcode.java.rabbitmq._05topic;

import com.rabbitmq.client.Channel;
import com.rabbitmq.client.Connection;
import com.rabbitmq.client.ConnectionFactory;

/**

 * Created by wolfcode-fanjialong

 */

public class EmitLogTopic {

    private static final String EXCHANGE_NAME = "topic_logs";
    public static void main(String[] argv) throws Exception {
        ConnectionFactory factory = new ConnectionFactory();
        factory.setHost("localhost");
        try (Connection connection = factory.newConnection();
             Channel channel = connection.createChannel()) {
            channel.exchangeDeclare(EXCHANGE_NAME, "topic");
            String routingKey = "order1.save";
            String message = "topicMsg";
            channel.basicPublish(EXCHANGE_NAME, routingKey, null, message.getBytes("UTF-8"));
            System.out.println(" [x] Sent '" + routingKey + "':'" + message + "'");
        }

    }

}

消费者

java 复制代码

package cn.wolfcode.java.rabbitmq._05topic;

import com.rabbitmq.client.Channel;
import com.rabbitmq.client.Connection;
import com.rabbitmq.client.ConnectionFactory;
import com.rabbitmq.client.DeliverCallback;

/**

 * Created by wolfcode-fanjialong

 */

public class ReceiveLogsTopic {

    private static final String EXCHANGE_NAME = "topic_logs";

    public static void main(String[] argv) throws Exception {
        ConnectionFactory factory = new ConnectionFactory();
        factory.setHost("localhost");
        Connection connection = factory.newConnection();
        Channel channel = connection.createChannel();
        channel.exchangeDeclare(EXCHANGE_NAME, "topic");
        String queueName = channel.queueDeclare().getQueue();
        channel.queueBind(queueName, EXCHANGE_NAME, "order.*");
        System.out.println(" [*] Waiting for messages. To exit press CTRL+C");
        DeliverCallback deliverCallback = (consumerTag, delivery) -> {
            String message = new String(delivery.getBody(), "UTF-8");
            System.out.println(" [x] Received '" + delivery.getEnvelope().getRoutingKey() + "':'" + message + "'");
        };

        channel.basicConsume(queueName, true, deliverCallback, consumerTag -> { });

    }

}