RabbitMQ轻松构建高效可靠的消息队列系统

目录

1、什么是AMQP

2、什么是SpringAMQP

[SpringAMQP 的特点:](#SpringAMQP 的特点:)

[3、Basic Queue简单队列模型案例](#3、Basic Queue简单队列模型案例)

3.1、消息发送

3.2、消息接收

4、WordQueue

4.1、消息发送

4.2、消息接收

4.3、测试

4.4、能者多劳

4.5、总结

5、发布/订阅

6、Fanout

6.1、声明队列和交换机

​编辑

6.2、消息发送

6.3、消息接收

6.4、总结

7、Direct

7.1、基于注解声明队列和交换机

​编辑

7.2、消息发送

7.3、总结

8、Topic

8.1、说明

8.2、消息发送

8.3、消息接收

​编辑

8.4、总结

9、消息转换器

9.1、测试默认转换器

9.2、配置JSON转换器

1、什么是AMQP

AMQP(Advanced Message Queuing Protocol)是一种消息传递协议,它用于不同应用程序和

系统之间传递消息。想象一下,AMQP 就像是不同系统之间的"邮递员"或者"快递服务",帮助它们

可靠地发送和接收消息。

为什么需要 AMQP?在一个现代应用中,可能有多个系统或服务需要相互通信。例如,一个电商

网站的支付系统、库存系统和订单系统可能需要交换信息。AMQP 通过提供一个标准化的消息传

递方式,帮助这些系统之间安全、可靠地交换信息。

AMQP 协议的特点包括:

  1. 可靠性:即使网络发生故障,AMQP 会确保消息不丢失,保证消息按顺序送达。
  2. 异步通信:发送方可以在消息发送后继续做其他事,接收方可以在方便时处理消息。
  3. 灵活的消息队列:消息可以排队等待处理,支持点对点和发布/订阅等多种消息模型。

2、什么是SpringAMQP

SpringAMQP 是 Spring 框架提供的一个模块,用于简化基于 AMQP 协议的消息通信。它是

Spring 系列的一部分,旨在帮助 Java 开发者更轻松地在应用中实现 AMQP 消息传递的功能。通

过 SpringAMQP,开发者无需深入理解 AMQP 协议的细节,就能快速搭建一个消息队列系统,发

送和接收消息。

通俗点说,SpringAMQP 就是一个让你在 Java 应用中"玩转" AMQP 协议的工具箱。它封装了与消

息队列的连接、消息的发送和接收等繁琐操作,开发者只需要关注业务逻辑,其他的交给

SpringAMQP。

SpringAMQP 的特点:

  1. 简化配置和开发:SpringAMQP 提供了很多方便的工具和配置选项,让开发者可以快速创建和管理消息队列、发送消息、接收消息,而无需手动管理复杂的连接和消息协议。

  2. 与 RabbitMQ 集成:RabbitMQ 是最常用的 AMQP 实现,SpringAMQP 可以很方便地与 RabbitMQ 集成,帮助开发者轻松地进行消息传递。

  3. 消息监听机制:SpringAMQP 提供了消息监听器,开发者只需要定义处理逻辑,Spring 会自动帮你处理从队列中接收消息的工作。

3、Basic Queue简单队列模型案例

3.1、消息发送

创建一个SpringBoot项目 创建两个子模块一个生产者 一个消费者

父工程中引入spring-boot-start-amqp依赖

在生产者applicaiton.yml配置连接mq的配置

向simple.queue队列发送消息

在mq控制台可以看到有一条消息 我们可以查看发送的消息

总结:

1、引入spring-boot-start-amqp依赖

2、配置文件中配置rabbitmq依赖

3、向mq发送消息

3.2、消息接收

同样的我们需要在消费者这边引依赖、配置mq配置

生产者使用RabbitTemplate来发送消息到队列

消费者那么就监听这个队列 如果有消息就接收处理

编写监听类 使用@RabbitListener类来监听simple.queue队列

消息需要spring来给它 所以我们启动项目

项目启动 监听到队列的消息 消费消息

总结:

1、消费者监听队列 使用@RabbitListener

2、项目需要启动 Spring把消息给监听类

4、WordQueue

Word Queue也称为任务模型 就是让多个消费者绑定到同一个队列 共同消费队列中的消息

当生产者发送消息的速度>消费者消费消息的速度 消息就会出现堆积 这时候我们就可以使用多个

消费者共同处理消息 避免消息堆积

4.1、消息发送

这次我们循环发送,模拟大量消息堆积现象。

在publisher服务中的SpringAmqpTest类中添加一个测试方法:

4.2、消息接收

要模拟多个消费者绑定同一个队列,我们在consumer服务的SpringRabbitListener中添加2个新的

方法:

注意到这个消费者sleep了1000秒,模拟任务耗时。

4.3、测试

启动ConsumerApplication后,在执行publisher服务中刚刚编写的发送测试方法testWorkQueue。

可以看到消费者1很快完成了自己的25条消息。消费者2却在缓慢的处理自己的25条消息。

也就是说消息是平均分配给每个消费者,并没有考虑到消费者的处理能力。这样显然是有问题的。

4.4、能者多劳

在spring中有一个简单的配置,可以解决这个问题。我们修改consumer服务的application.yml文

件,添加配置:

只有消费完了消息才能继续消费

spring:
  rabbitmq:
    listener:
      simple:
        prefetch: 1 # 每次只能获取一条消息,处理完成才能获取下一个消息

4.5、总结

Word模型的作用:

1、多个消费者绑定到同一个队列 同一条消息只会被一个消费者消费

2、通过设置prefetch来控制消费者预取的消息数量

5、发布/订阅

发布订阅的模型如图:

可以看到,在订阅模型中,多了一个exchange角色,而且过程略有变化:

  • Publisher: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)

  • Exchange:交换机,图中的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

  • Consumer:消费者,与以前一样,订阅队列,没有变化

  • Queue:消息队列也与以前一样,接收消息、缓存消息。

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!

6、Fanout

Fanout,英文翻译是扇出,我觉得在MQ中叫广播更合适。

在广播模式下,消息发送流程是这样的:

  • 1) 可以有多个队列

  • 2) 每个队列都要绑定到Exchange(交换机)

  • 3) 生产者发送的消息,只能发送到交换机,交换机来决定要发给哪个队列,生产者无法决定

  • 4) 交换机把消息发送给绑定过的所有队列

  • 5) 订阅队列的消费者都能拿到消息

我们的计划是这样的:

  • 创建一个交换机 itcast.fanout,类型是Fanout

  • 创建两个队列fanout.queue1和fanout.queue2,绑定到交换机itcast.fanout

6.1、声明队列和交换机

Spring提供了一个接口Exchange,来表示所有不同类型的交换机:

在consumer中创建一个类,声明队列和交换机:

Spring会自动创建交换机和队列并且绑定

java 复制代码
package cn.itcast.mq.config;

import org.springframework.amqp.core.Binding;
import org.springframework.amqp.core.BindingBuilder;
import org.springframework.amqp.core.FanoutExchange;
import org.springframework.amqp.core.Queue;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Configurable;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;

@Configuration
public class FanoutConfig {

    /**
     * 声明交换机
     * @return
     */
    @Bean
    public FanoutExchange fanoutExchange(){
        return new FanoutExchange("itcast.fanout");
    }

    /**
     * 第一个队列
     * @return
     */
    @Bean
    public Queue fanoutQueue1(){
    	return new Queue("fanout.queue1");
    }

    /**
     * 绑定队列交换机
     * @param fanoutQueue1
     * @param fanoutExchange
     * @return
     */
    @Bean
    public Binding bindingExchangeQueue1(Queue fanoutQueue1,FanoutExchange fanoutExchange){
    	return BindingBuilder.bind(fanoutQueue1()).to(fanoutExchange);
    }

    /**
     * 第二个队列
     * @return
     */
    @Bean
    public Queue fanoutQueue2(){
        return new Queue("fanout.queue2");
    }

    /**
     * 绑定队列交换机
     * @param fanoutQueue2
     * @param fanoutExchange
     * @return
     */
    @Bean
    public Binding bindingExchangeQueue2(Queue fanoutQueue2,FanoutExchange fanoutExchange){
        return BindingBuilder.bind(fanoutQueue2()).to(fanoutExchange);
    }
}

6.2、消息发送

在publisher服务的SpringAmqpTest类中添加测试方法:

java 复制代码
    @Test
    public void testFanoutExchange(){
        //交换机
        String exchangeName = "itcast.fanout";
        //消息
        String message = "hello,everyone!";
        rabbitTemplate.convertAndSend(exchangeName, "", message);
    }

6.3、消息接收

在consumer服务的SpringRabbitListener中添加两个方法,作为消费者:

java 复制代码
    @RabbitListener(queues = "fanout.queue1")
    public void listenFanoutQueue1(String msg){
        System.err.println("消费者1接收到的消息:"+msg);
    }

    @RabbitListener(queues = "fanout.queue2")
    public void listenFanoutQueue2(String msg){
        System.err.println("消费者2接收到的消息:"+msg);
    }

6.4、总结

交换机的作用是什么?

  • 接收publisher发送的消息

  • 将消息按照规则路由到与之绑定的队列

  • 不能缓存消息,路由失败,消息丢失

  • FanoutExchange的会将消息路由到每个绑定的队列

声明队列、交换机、绑定关系的Bean是什么?

  • Queue

  • FanoutExchange

  • Binding

7、Direct

在Fanout模式中,一条消息,会被所有订阅的队列都消费。但是,在某些场景下,我们希望不同的

消息被不同的队列消费。这时就要用到Direct类型的Exchange。

在Direct模型下:

  • 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

案例需求如下

  1. 利用@RabbitListener声明Exchange、Queue、RoutingKey

  2. 在consumer服务中,编写两个消费者方法,分别监听direct.queue1和direct.queue2

  3. 在publisher中编写测试方法,向itcast. direct发送消息

7.1、基于注解声明队列和交换机

基于@Bean的方式声明队列和交换机比较麻烦,Spring还提供了基于注解方式来声明。

在consumer的SpringRabbitListener中添加两个消费者,同时基于注解来声明队列和交换机:

java 复制代码
    @RabbitListener(bindings = @QueueBinding(
            value = @Queue(name = "direct.queue1"),
            exchange = @Exchange(name = "direct.exchange",type = ExchangeTypes.DIRECT),
            key = {"red","blue"}
    ))
    public void listenDirectQueue1(String msg){
        System.out.println("消费者1接收到的消息:"+msg);
    }

    @RabbitListener(bindings = @QueueBinding(
            value = @Queue(name = "direct.queue2"),
            exchange = @Exchange(name = "direct.exchange",type = ExchangeTypes.DIRECT),
            key = {"red","yellow"}
    ))
    public void listenDirectQueue2(String msg){
        System.out.println("消费者2接收到的消息:"+msg);
    }

7.2、消息发送

在publisher服务的SpringAmqpTest类中添加测试方法:

java 复制代码
    @Test
    public void testDirectExchange(){
        //交换机
        String exchangeName = "direct.exchange";
        //消息
        String message = "hello,red!";
        rabbitTemplate.convertAndSend(exchangeName, "red", message);
    }

给red发送消息

给blue发送消息

给yellow发送消息

7.3、总结

描述下Direct交换机与Fanout交换机的差异?

  • Fanout交换机将消息路由给每一个与之绑定的队列

  • Direct交换机根据RoutingKey判断路由给哪个队列

  • 如果多个队列具有相同的RoutingKey,则与Fanout功能类似

基于@RabbitListener注解声明队列和交换机有哪些常见注解?

  • @Queue

  • @Exchange

8、Topic

8.1、说明

Topic类型的ExchangeDirect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

举例:

item.#:能够匹配item.spu.insert 或者 item.spu

item.*:只能匹配item.spu

图示:

解释:1

  • Queue1:绑定的是china.# ,因此凡是以 china.开头的routing key 都会被匹配到。包括china.news和china.weather

  • Queue2:绑定的是#.news ,因此凡是以 .news结尾的 routing key 都会被匹配。包括china.news和japan.news

案例需求:

实现思路如下:

  1. 并利用@RabbitListener声明Exchange、Queue、RoutingKey

  2. 在consumer服务中,编写两个消费者方法,分别监听topic.queue1和topic.queue2

  3. 在publisher中编写测试方法,向itcast. topic发送消息

8.2、消息发送

在publisher服务的SpringAmqpTest类中添加测试方法:

java 复制代码
   @Test
    public void testTopicExchange(){
        //交换机
        String exchangeName = "itcast.topic";
        //消息
        String message = "陶然带你学Java";
        rabbitTemplate.convertAndSend(exchangeName, "china.news", message);
    }

8.3、消息接收

在consumer服务的SpringRabbitListener中添加方法:

java 复制代码
    @RabbitListener(bindings = @QueueBinding(
            value = @Queue(name = "topic.queue1"),
            exchange = @Exchange(name = "itcast.topic",type = ExchangeTypes.TOPIC),
            key = {"china.#"}
    ))
    public void listenTopicQueue1(String msg){
        System.out.println("消费者2接收到的消息:"+msg);
    }

    @RabbitListener(bindings = @QueueBinding(
            value = @Queue(name = "topic.queue2"),
            exchange = @Exchange(name = "itcast.topic",type = ExchangeTypes.TOPIC),
            key = {"#.news"}
    ))
    public void listenTopicQueue2(String msg){
        System.out.println("消费者2接收到的消息:"+msg);
    }

8.4、总结

描述下Direct交换机与Topic交换机的差异?

  • Topic交换机接收的消息RoutingKey必须是多个单词,以 **.** 分割

  • Topic交换机与队列绑定时的bindingKey可以指定通配符

  • #:代表0个或多个词

  • *:代表1个词

9、消息转换器

之前说过,Spring会把你发送的消息序列化为字节发送给MQ,接收消息的时候,还会把字节反序

列化为Java对象。

只不过,默认情况下Spring采用的序列化方式是JDK序列化。众所周知,JDK序列化存在下列问题:

  • 数据体积过大

  • 有安全漏洞

  • 可读性差

我们来测试一下。

9.1、测试默认转换器

我们修改消息发送的代码,发送一个Map对象:

java 复制代码
    @Test
    public void testQueue(){
        String queue = "jack.queue";
        //消息
        Map<String, String> message = new HashMap<>();
        message.put("name", "陶然同学");
        message.put("age", "22");
        rabbitTemplate.convertAndSend(queue, message);
    }

停止consumer服务

发送消息后查看控制台:

9.2、配置JSON转换器

显然,JDK序列化方式并不合适。我们希望消息体的体积更小、可读性更高,因此可以使用JSON

方式来做序列化和反序列化。

在publisher和consumer两个服务中都引入依赖:

XML 复制代码
<dependency>
    <groupId>com.fasterxml.jackson.dataformat</groupId>
    <artifactId>jackson-dataformat-xml</artifactId>
    <version>2.9.10</version>
</dependency>

配置消息转换器。

在启动类中添加一个Bean即可:

java 复制代码
@Bean
public MessageConverter jsonMessageConverter(){
    return new Jackson2JsonMessageConverter();
}
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