AMQP 与 RabbitMQ 四大模型

AMQP

AMQP 是 Advanced Message Queuing Protocol（高级消息队列协议） 的缩写，是一套跨语言、跨平台的消息传递开放标准。

核心特点是与语言 / 平台无关： 它解决了不同技术栈（比如 Java、Python、Go）、不同平台（Windows、Linux）的应用之间消息通信的兼容性问题------ 只要遵循 AMQP 协议，无论应用用什么语言开发，都能通过支持 AMQP 的消息中间件（比如 RabbitMQ）实现可靠的消息传递。

SpringAMQP介绍

Spring AMQP 是 基于 AMQP 协议的一套 Java API 规范 ，它把 AMQP 协议的能力封装成了更易用的 Spring 风格 API（比如RabbitTemplate、@RabbitListener），让 Java 开发者可以用更简洁的方式使用 AMQP 协议。

它包含两部分：

spring-amqp：是 AMQP 协议的基础抽象层，定义了核心接口和模型；

spring-rabbit：是底层实现（默认基于 RabbitMQ），负责与 RabbitMQ 服务器通信。

RabbitMQ 的 4 大核心模型

SpringAMQP 完美实现了 RabbitMQ 的 4 大核心模型。

RabbitMQ 的核心是交换机（Exchange） + 队列（Queue） + 绑定（Binding），4 大核心模型本质是交换机的四种类型，决定了消息如何从生产者路由到消费者。 他们分别是：

1. 工作队列模式（Work Queue / 任务队列）

2. 发布订阅模式（Fanout / 广播模式）

3. 路由模式（Direct / 路由模式）

4. 主题模式 （topic)

核心差异在于交换机的类型和路由规则。

WorkQueues

1、引入：当消息处理比较耗时的时候，可能生产消息的速度会远远大于消息的消费速度。长此以往，消息就会堆积越来越多，无法及时处理。 此时就可以使用work 模型，多个消费者共同处理消息处理，消息处理的速度就能大大提高了。

2、workQueues的问题：默认情况下，RabbitMQ 会将消息一次轮询投递给绑定在队列上的每一个消费者，但并没有考虑消费者是否已经处理完消息，导致 "能者闲、弱者忙"。

3、解决方案：消费者端配置prefetch=1，表示消费者每次仅预取 1 条消息，处理完成后再获取下一条，实现 "能者多劳"：

spring:
  rabbitmq:
    listener:
      simple:
        prefetch: 1 # 关键配置，解决平均分配问题

总结：Work模型的使用

• 多个消费者绑定到一个队列，同一条消息只会被一个消费者处理

• 通过设置prefetch来控制消费者预取的消息数量

Fanout

1、Fannout exchange会将收到的消息广播到每一个跟其绑定的queue,所有绑定队列的消费者都会收到消息；所以也叫广播模式；

无路由规则，是最简单的交换机；

适合 "一对多" 的消息通知场景（如公告、通知）。

2、使用要点：

1）需先创建 Fanout 交换机和多个队列，并将队列绑定到交换机（无 bindingKey）；

2）生产者：RabbitTemplate.convertAndSend(交换机名, "", 消息)，第二个参数为 routingKey，Fanout 模式下传空即可

3）消费者：分别监听绑定到该交换机的不同队列，均可收到相同消息。

//生产者
@Test
public void testFanoutExchange() {
    // 交换机名称
    String exchangeName = "hmall.fanout";
    // 消息
    String message = "hello, everyone!";
    rabbitTemplate.convertAndSend(exchangeName, "", message);
}
​
//消费者
@RabbitListener(queues = "fanout.queue1")
public void listenFanoutQueue1(String msg) {
    System.out.println("消费者1接收到Fanout消息：【" + msg + "】");
}
​
@RabbitListener(queues = "fanout.queue2")
public void listenFanoutQueue2(String msg) {
    System.out.println("消费者2接收到Fanout消息：【" + msg + "】");
}
​

Direct（直连）

一、特点：生产者发送消息时指定RoutingKey（路由键），交换机会将消息路由到绑定键（BindingKey）与路由键完全匹配的队列。

具体讲，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。

二、实践

1、控制台操作

首先在控制台声明两个队列direct.queue1和direct.queue2， 然后声明一个direct类型的交换机，命名为hmall.direct: 然后使用red和blue作为key，绑定direct.queue1到hmall.direct：

同理，使用red和yellow作为key，绑定direct.queue2到hmall.direct。

代码：

消费者：在consumer服务中添加下述方法：

@RabbitListener(queues = "direct.queue1")
public void listenDirectQueue1(String msg) {
    System.out.println("消费者1接收到direct.queue1的消息：【" + msg + "】");
}
​
@RabbitListener(queues = "direct.queue2")
public void listenDirectQueue2(String msg) {
    System.out.println("消费者2接收到direct.queue2的消息：【" + msg + "】");
}

publisher：在publisher服务的SpringAmqpTest类中添加测试方法：

@Test
public void testSendDirectExchange() {
    // 交换机名称
    String exchangeName = "hmall.direct";
    // 消息
    String message = "红色警报！日本乱排核废水，导致海洋生物变异，惊现哥斯拉！";
    // 发送消息
    rabbitTemplate.convertAndSend(exchangeName, "red", message);
}
​
​
@Test
public void testSendDirectExchange() {
    // 交换机名称
    String exchangeName = "hmall.direct";
    // 消息
    String message = "最新报道，哥斯拉是居民自治巨型气球，虚惊一场！";
    // 发送消息
    rabbitTemplate.convertAndSend(exchangeName, "blue", message);
}

结果：测试第一个方法是由于使用的red这个key，所以两个消费者都收到了消息

我们再切换为blue这个key（即测试第二个方法）你会发现，只有消费者1收到了消息。

Topic

Topic类型的Exchange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BindingKey 的时候使用通配符！ BindingKey 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

如图所示，假如此时publisher发送的消息使用的RoutingKey共有四种：

• china.news代表有中国的新闻消息；

• china.weather 代表中国的天气消息；

• japan.news 则代表日本新闻

• japan.weather 代表日本的天气消息；

解释：

• topic.queue1：绑定的是china.# ，凡是以 china.开头的routing key 都会被匹配到，包括：china.news ;china.weather

• topic.queue2：绑定的是#.news ，凡是以 .news结尾的 routing key 都会被匹配。包括:china.news;japan.news;

二、控制台实操

在控制台按照图示例子创建队列、交换机，并利用通配符绑定队列和交换机

讨论

1、RabbitMq和AMQP 协议的关系

rabbitmq是一个中间件，而 AMQP 协议是一个协议，也就是说使用rabbitmq作为message queue的发送者和消费者只要遵循 AMQP 协议就能够跨平台，跨语言的进行交流；

2、本文介绍的4中模型中，

workqueues模型没有交换机的参与。（可通过prefetch实现能者多劳的效果）

而真正生产环境都会经过exchange来发送消息，而不是直接发送到队列，交换机的类型有以下三种：fanout：广播；direct:定向；topic：话题。它们核心差异体现在交换机类型和路由规则的不同。

3、 SpringAMQP 则为这些模型提供了简洁易用的 Java 实现方式，通过对应的 API 和注解，能让开发者高效实现不同场景下的分布式消息传递 。

总结：

本文介绍了 AMQP 跨语言跨平台的核心特性，以及 SpringAMQP 对 AMQP 协议的 Spring 风格封装和其两大组成部分；并介绍了RabbitMQ 以交换机、队列、绑定为核心的四大模型（WorkQueues,Fanout,Direct,Topic);介绍他们的特点，解决的问题，相应的控制台实现，并举了一些代码实例来辅助说明他们。