RabbitMQ基础

RabbitMQ官网:https://rabbitmq.p2hp.com/

初识MQ

MQ全称为Message Queue-消息队列,是一种应用程序对应用程序的消息通信,一端只管往队列不断发布信息,另一端只管往队列中读取消息,发布者不需要关心读取消息的谁,读取消息者不需要关心发布消息的是谁,各干各的互不干扰。

同步通讯和异步通讯

同步通讯
  • 优点:

    • 时效性强
  • 缺点:

    • 耦合度高,每次加入新的需求都要就该原来的代码

    • 性能下降,调用者需要等待服务提供者响应,如果调用链路过长则响应时间等于每次调用时间之和

    • 资源浪费,调用链中的每个服务在等待响应过程中,不能释放占用的资源,在高并发场景下会极度浪费系统资源

    • 级联失败,如果服务提供者出现问题,所有调用方都会出现问题,从而影响整个微服务

异步通讯
  • 优点:

    • 耦合度低

    • 吞吐量提升

    • 故障隔离

    • 流量削峰

  • 缺点:

    • 依赖于Broker的可靠性、安全性、吞吐能力

    • 架构复杂,排查难度高

MQ技术选型

|-------|----------------------|-------------------------------|----------|-------------|
| | RabbitMQ | ActiveMQ | RocketMQ | Kafka |
| 公司/社区 | Rabbit | Apache | 阿里 | Apache |
| 开发语言 | Erlang | Java | Java | Scala&Java |
| 协议支持 | AMQP、XMPP、SMTP、STOPM | OpenWire、STOMP、REST、XMPP、AMQP | 自定义协议 | 自定义协议 |
| 可用性 | 高 | 一般 | 高 | 高 |
| 单机吞吐量 | 一般 | 差 | 高 | 非常高 |
| 消息延迟 | 微妙 | 毫秒 | 毫秒 | 毫秒 |
| 消息可靠性 | 高 | 一般 | 高 | 一般 |

RabbitMQ基础架构图

  • **Broker:**接收和分发消息的应用。

  • **Virtual Host:**虚拟主机,多个不同的用户使用同一个RabbitMQ Server提供的服务时,可以划分出多个vhost,每个用户在自己的vhost创建的exchange/queue等。

  • **Connection:**publisher / consumer 和 broker 之间TCP连接

  • **Channel:**消息通道,在客户端的每个连接里,可建立多个channel,每个channel代表一个会话任务

  • **Exchange:**交换机,消息到达Broker的第一站,根据分发规则,匹配查询表中的routing key,分到消息的queue中。常用的类型有:direct(point-to-point),topic(publish-subscribe) and fanout(multicast)

  • **Queue:**存放消息,最终被consumer取走

  • **Binding:**exchange和queue之间的虚拟连接,binding中可以包含routing key。Binding信息保存到exchange中的查询表中,用于message的分发依据。

  • **Producer(Publisher):**消息发布者,发送消息

  • **Consumer:**消息消费者,处理消息

RabbitMQ 常见消息模型

  • 基本消息队列(BasicQueue)

  • 工作消息队列(WorkQueue)

  • 发布订阅模式

    • Fanout Exchange(广播)

    • Direct Exchange(路由)

    • Topic Exchange(主题)

SpringAMQP

Spring AMQP 是 Spring 框架提供的一个基于 AMQP 协议的消息队列框架,用于简化 Spring 应用程序对消息队列的使用。它难点在于减少了对 AMQP 协议的细节处理,提供了一个高级别的抽象,使得生产者和消费者可以用简单的方式与消息队列进行通信。

是基于AMQP协议定义的一套API规范,提供了模板来发送和接收消息。包含两部分,其中spring-amqp是基础抽象,spring-rabbit是底层默认实现。

特征:

1.监听器容器,用于异步处理入站消息

2.用于发送和接收消息的RabbitTemplate

3.RabbitAdmin用于自动声明式队列,交换和绑定

SpringAMQP基础配置

1.引入依赖

XML 复制代码
<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-amqp</artifactId>
</dependency>

2.在publisherconsumer配置

XML 复制代码
spring:
    rabbitmq:
        host: 127.0.0.1 #主机名
        port: 5672 #端口
        virtual-host: / #虚拟主机(默认)
        username: root #用户名
        password: 123 #密码

SpringAMQP实现RabbitMQ的基础消息队列(BasicQueue)

基础消息队列:一对一的消息传递,‌即一个消息只能被一个消费者消费。

1.在Publisher 服务中使用RabbittTemplate的convertAndSend方法发送消息

java 复制代码
@RunWith(SpringRunner.class)
@SpringBootTest
public class SpringAmqtTest{
    @Autowired
    private RabbitTemplate rabbitTemplate;
    
    @Test
    public void testSendMessage2SimpleQueue(){
        String queueName = "simple.queue"; // 队列名称
        String message = "123";// 消息内容
        rabbitTemplate.convertAndSend(queueName, message);// 给simple.queue队列发送消息
    }
}

2.在Consumer 服务中绑定simple.queue队列接收消息并编写消费逻辑

java 复制代码
@Component
public class SpringRabbitListener {
    // 使用Rabbit监听器监听名称为simple.queue的队列。可同时监听多个队列。
    @RabbitListener(queues = "simple.queue") 
    // 方法中的msg参数类型是根据消息发送者的内容来定的,发送和接收要保持一致。如果是一个对象那接收就是一个对象
    public void listenSimpleQueueMessage(String msg) throws Exception {
        System.out.println("spring 消费者接收到消息:" + msg);
    }
}

SpringAMQP实现RabbitMQ的工作消息队列(WorkQueue)

工作消息队列:一对多的消息发布方式,‌即一个消息可以被多个消费者同时消费。‌

特点:是一个消息只会被一个消费者消费,‌但多个消费者可以同时处理不同的消息,‌从而提高消息的处理速度。

弊端 :当多个消费者绑定一个队列时,消费者之间的消息分配是按照轮询的方式来消费消息,即consumer1消费者消费了1条消息后,轮到consumer2消费者消费消息,在consumer1处理消息完成前,consumer2消费者是不会处理消息的。这就导致如果其中一个消费者处理速度很慢,可能会影响其他的消费者闲置,不能有效地利用系统资源。

解决方案:

1.消息推送给能力较强的消费者(通过prefetch count)

在RabbitMQ中,可以通过设置prefetch count来限制消费者每次从队列中取出的消息数量。这样做可以保证一个消费者不会因为处理速度慢而积累过多的消息,从而使其他消费者闲置。

2.基于权重的分发(通过消费者权重)

在RabbitMQ中,可以给每个消费者设置一个权重,这样RabbitMQ就会根据权重来分发消息。权重高的消费者会得到更多的消息,权重低的消费者会得到更少的消息。

实现WorkQueue模式

java 复制代码
// publisher
@Component
public class publisherService {
    @Autowirte
    private RabbitTemplate rabbitTemplate;

    public void publisherSendMessage(){
        String queneName = "work.queue";
        String message = "123";
        for (int i = 0; i < 50; i++) {
            rabbitTemplate.convertAndSend(queueName, message);// 发送消息
        }
    }
}
java 复制代码
// consumer监听队列。 可绑定多个消费者
@Component
public class ListenerQueue {

    @RabbitListener(queues = "work.queue")
    public void listenerMessage1(String msg) throws Exception {
        System.out.println("spring 消费者1111接收到消息:" + msg);
    }

    @RabbitListener(queues = "work.queue")
    public void listenerMessage2(String msg) throws Exception {
        System.out.println("spring 消费者2222222222接收到消息:" + msg);
    }
}

SpringAMQP实现RabbitMQ的发布者订阅模式

允许将同一消息发送给多个消费者。实现方式是加入了交换机(exchange),exchange负责消息路由,而不是存储,路由失败则消息丢失,queue能存储消息。

交换机作用:

1.接收publisher发送的消息

2.将消息按照规则路由到与之绑定的队列

3.不能缓存消息,路由失败则消息丢失

常见的Exchange类型包括:

FanoutExchange(广播):会将接收到的消息路由到每个绑定的队列

DirectExchange(路由):会将接收到的消息根据规则路由到指定的队列,因此称为路由模式(routes)

TopicExchange(话题):会将接收到消息根据规则路由到指定的队列,与Direct类似,区别在于RoutingKey必须是多个单词的列表,并且以 . 分割。

发布者订阅模式之FanoutExchange

FanoutExchange会将接收到的消息路由到每一个跟其绑定的queue

java 复制代码
// 模拟FanoutExchange
// 1.声明FanoutExchange交换机
// 2.声明队列(多个队列就生成多个)
// 3.绑定队列和交换机(多个队列可以绑定一个交换机)

@Configuration
public class FanoutConfig {
    // 声明FanoutExchange交换机
    @Bean
    public FanoutExchange fanoutExchange(){
        return new FanoutExchange("itcast.fanout");
    }
    // 声明队列1
    @Bean
    public Queue fanoutQueue1(){
        return new Queue("fanout.queue1");
    }
    // 把队列1跟交换机绑定,在绑定时,与队列方法名必须一致,如fanoutQueue1
    @Bean
    public Binding bindingQueue1(Queue fanoutQueue1, FanoutExchange fanoutExchange){
        return BindingBuilder.bind(fanoutQueue1).to(fanoutExchange);
    }
    
    // 声明队列2
    @Bean
    public Queue fanoutQueue2() {
        return new Queue("fanout.queue2");
    }
    // 把队列2跟交换机绑定
    @Bean
    public Binding bindingQueue2(Queue fanoutQueue2, FanoutExchange fanoutExchange) {
        return BindingBuilder.bind(fanoutQueue2).to(fanoutExchange);
    }
}

// consumer监听队列
public class ListenerQueue {
    @RabbitListener(queues = "fanout.queue1")
    public void listenerFanoutQueue1(String msg){
        System.out.println("spring 消费者1111接收到消息:" + msg);
    }
    
    @RabbitListener(queues = "fanout.queue2")
    public void listenerFanoutQueue2(String msg){
        System.out.println("spring 消费者22222222接收到消息:" + msg);
    }
}

// publisher发送消息
@RunWith(SpringRunner.class)
@SpringBootTest
public class PublisherTest(){
    @Autowirt
    private RabbitTemplate rabbitTeplate;
    @Test
    public void fanoutSend(){
        String exchangeName = "itcast.fanout";// 交换机的名称,与声明交换机的名称保持一致
        String msg = "123";
        // 三个参数分别是:交换机名称、RoutingKey、消息内容
        rabbitTeplate.convertAndSend(exchangeName, "", msg);
    }
}
发布者订阅模式之DirectExchange

DirectExchange会将接收到的消息根据规则路由到指定的队列,因此称为路由模式(routes)

特点:

1.发布者发送消息时,指定消息的RoutingKey

2.每个Queue都与Exchange设置一个BindingKey

3.Exchange将消息路由到BindingKey与RoutingKey一致的Queue上

java 复制代码
// consumer监听队列
// 可通过@RabbitListener注解,同时声明并绑定队列、交换机、BindingKey。
// bindings 可以绑定多个
@component
public class ListenerQueue {
    @RabbitListener(bindings = @QueueBinding(
        value = @Queue(name = "direct.queue1"),
        exchange = @Exchange(name = "itcast.direct", type = ExchangeTypes.DIRECT),
        key = { "blue", "red"} // key可以配置一个或多个
    ))
    public void listenerDirectQueue1(String msg) {
        // ......
    }
    
    @RabbitListener(bindings = @QueueBinding(
        value = @Queue(name = "direct.queue2"),
        exchange = @Exchange(name = "itcast.direct", type = ExchangeTypes.DIRECT),
        key = { "yellow", "red"}
    ))
    public void listenerDirectQueue2(String msg) {
        // ......
    }
}

// publisher发送消息
@RunWith(SpringRunner.class)
@SpringBootTest
public class PublisherTest(){
    @Autowirt
    private RabbitTemplate rabbitTeplate;
    @Test
    public void directSend(){
        String exchangeName = "itcast.direct";// 交换机的名称,与声明交换机的名称保持一致
        String msg = "123";
        // 三个参数分别是:交换机名称、RoutingKey、消息内容
        rabbitTeplate.convertAndSend(exchangeName, "red", msg);
    }
}
发布者订阅模式之TopicExchange

TopicExchange会将接收到消息根据根据规则路由到指定的队列,与Direct类似,区别在于RoutingKey必须是多个单词的列表,并且以 . 分割。

Queue和Exchange指定BindingKey时可以使用通配符:

#:代指0个或多个单词

*:代指一个单词

注意:只能在BindingKey中使用 # 和 * 通配符,RoutingKey必须是多个单词并用 . 分割

java 复制代码
// consumer监听队列
@Component
public class ListenerQueue {
    @RabbitListener(bindings = @QueueBinding(
        value = @Queue(name = "topic.queue1"),
        exchange = @Exchange(name = "itcast.topic", type = ExchangeTypes.TOPIC),
        key = "chain.#"
    ))
    public void topicQueue1(String msg) {
        // .......
    }
    
    @RabbitListener(bindings = @QueueBinding(
        value = @Queue(name = "topic.queue2"),
        exchange = @Exchange(name = "itcast.topic" type = ExchangeTypes.TOPIC),
        key = "#.news"
    ))
    public void topicQueue2(String msg) {
        // .......
    }
}

// publisher发送消息
@RunWith(SpringRunner.class)
@SpringBootTest
public class PublisherTest(){
    @Autowirt
    private RabbitTemplate rabbitTeplate;
    @Test
    public void topicSend(){
        String exchangeName = "itcast.topic";// 交换机的名称,与声明交换机的名称保持一致
        String msg = "123";
        // 三个参数分别是:交换机名称、RoutingKey、消息内容
        rabbitTeplate.convertAndSend(exchangeName, "chain.weather", msg);
    }
}
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