初识RabbitMQ：从入门到实践最全详解

目录1.初识MQ1.1.同步和异步通讯1.1.1.同步通讯1.1.2.异步通讯1.2.技术对比2.快速入门2.2.RabbitMQ消息模型2.3.入门案例2.4.1.publisher实现2.4.2.consumer实现2.4.总结3.SpringAMQP3.1.Basic Queue 简单队列模型3.1.1.消息发送3.1.2.消息接收3.1.3.测试3.2.WorkQueue3.2.1.消息发送3.2.2.消息接收3.2.3.测试3.2.4.能者多劳3.2.5.总结3.3.发布/订阅3.4.Fanout3.4.1.声明队列和交换机3.4.2.消息发送3.4.3.消息接收3.4.4.总结3.5.Direct3.5.1.基于注解声明队列和交换机3.5.2.消息发送3.5.3.总结3.6.Topic3.6.1.说明3.6.2.消息发送3.6.3.消息接收3.6.4.总结3.7.消息转换器3.7.1.测试默认转换器3.7.2.配置JSON转换器1.初识MQ1.1.同步和异步通讯微服务间通讯有同步和异步两种方式同步通讯就像打电话需要实时响应。异步通讯就像发邮件不需要马上回复。两种方式各有优劣打电话可以立即得到响应但是你却不能跟多个人同时通话。发送邮件可以同时与多个人收发邮件但是往往响应会有延迟。1.1.1.同步通讯我们之前学习的Feign调用就属于同步方式虽然调用可以实时得到结果但存在下面的问题总结同步调用的优点时效性较强可以立即得到结果同步调用的问题耦合度高性能和吞吐能力下降有额外的资源消耗有级联失败问题1.1.2.异步通讯异步调用则可以避免上述问题我们以购买商品为例用户支付后需要调用订单服务完成订单状态修改调用物流服务从仓库分配响应的库存并准备发货。在事件模式中支付服务是事件发布者publisher在支付完成后只需要发布一个支付成功的事件event事件中带上订单id。订单服务和物流服务是事件订阅者Consumer订阅支付成功的事件监听到事件后完成自己业务即可。为了解除事件发布者与订阅者之间的耦合两者并不是直接通信而是有一个中间人Broker。发布者发布事件到Broker不关心谁来订阅事件。订阅者从Broker订阅事件不关心谁发来的消息。Broker 是一个像数据总线一样的东西所有的服务要接收数据和发送数据都发到这个总线上这个总线就像协议一样让服务间的通讯变得标准和可控。好处吞吐量提升无需等待订阅者处理完成响应更快速故障隔离服务没有直接调用不存在级联失败问题调用间没有阻塞不会造成无效的资源占用耦合度极低每个服务都可以灵活插拔可替换流量削峰不管发布事件的流量波动多大都由Broker接收订阅者可以按照自己的速度去处理事件缺点架构复杂了业务没有明显的流程线不好管理需要依赖于Broker的可靠、安全、性能好在现在开源软件或云平台上 Broker 的软件是非常成熟的比较常见的一种就是我们今天要学习的MQ技术。1.2.技术对比MQ中文是消息队列MessageQueue字面来看就是存放消息的队列。也就是事件驱动架构中的Broker。比较常见的MQ实现ActiveMQRabbitMQRocketMQKafka几种常见MQ的对比RabbitMQActiveMQRocketMQKafka公司/社区RabbitApache阿里Apache开发语言ErlangJavaJavaScalaJava协议支持AMQPXMPPSMTPSTOMPOpenWire,STOMPREST,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秒级毫秒级毫秒级毫秒以内消息可靠性高一般高一般追求可用性Kafka、 RocketMQ 、RabbitMQ追求可靠性RabbitMQ、RocketMQ追求吞吐能力RocketMQ、Kafka追求消息低延迟RabbitMQ、Kafka2.快速入门MQ的基本结构RabbitMQ中的一些角色publisher生产者consumer消费者exchange个交换机负责消息路由queue队列存储消息virtualHost虚拟主机隔离不同租户的exchange、queue、消息的隔离2.2.RabbitMQ消息模型RabbitMQ官方提供了5个不同的Demo示例对应了不同的消息模型2.3.入门案例简单队列模式的模型图官方的HelloWorld是基于最基础的消息队列模型来实现的只包括三个角色publisher消息发布者将消息发送到队列queuequeue消息队列负责接受并缓存消息consumer订阅队列处理队列中的消息2.4.1.publisher实现思路建立连接创建Channel声明队列发送消息关闭连接和channel代码实现​import com.rabbitmq.client.Channel; import com.rabbitmq.client.Connection; import com.rabbitmq.client.ConnectionFactory; import org.junit.Test; ​ import java.io.IOException; import java.util.concurrent.TimeoutException; ​ public class PublisherTest { Test public void testSendMessage() throws IOException, TimeoutException { // 1.建立连接 ConnectionFactory factory new ConnectionFactory(); // 1.1.设置连接参数分别是主机名、端口号、vhost、用户名、密码 factory.setHost(192.168.150.101); factory.setPort(5672); factory.setVirtualHost(/); factory.setUsername(itcast); factory.setPassword(123321); // 1.2.建立连接 Connection connection factory.newConnection(); ​ // 2.创建通道Channel Channel channel connection.createChannel(); ​ // 3.创建队列 String queueName simple.queue; channel.queueDeclare(queueName, false, false, false, null); ​ // 4.发送消息 String message hello, rabbitmq!; channel.basicPublish(, queueName, null, message.getBytes()); System.out.println(发送消息成功【 message 】); ​ // 5.关闭通道和连接 channel.close(); connection.close(); ​ } }2.4.2.consumer实现代码思路建立连接创建Channel声明队列订阅消息代码实现import com.rabbitmq.client.*; ​ import java.io.IOException; import java.util.concurrent.TimeoutException; ​ public class ConsumerTest { ​ public static void main(String[] args) throws IOException, TimeoutException { // 1.建立连接 ConnectionFactory factory new ConnectionFactory(); // 1.1.设置连接参数分别是主机名、端口号、vhost、用户名、密码 factory.setHost(192.168.150.101); factory.setPort(5672); factory.setVirtualHost(/); factory.setUsername(itcast); factory.setPassword(123321); // 1.2.建立连接 Connection connection factory.newConnection(); ​ // 2.创建通道Channel Channel channel connection.createChannel(); ​ // 3.创建队列 String queueName simple.queue; channel.queueDeclare(queueName, false, false, false, null); ​ // 4.订阅消息 channel.basicConsume(queueName, true, new DefaultConsumer(channel){ Override public void handleDelivery(String consumerTag, Envelope envelope, AMQP.BasicProperties properties, byte[] body) throws IOException { // 5.处理消息 String message new String(body); System.out.println(接收到消息【 message 】); } }); System.out.println(等待接收消息。。。。); } }2.4.总结基本消息队列的消息发送流程建立connection创建channel利用channel声明队列利用channel向队列发送消息基本消息队列的消息接收流程建立connection创建channel利用channel声明队列定义consumer的消费行为handleDelivery()利用channel将消费者与队列绑定3.SpringAMQPSpringAMQP是基于RabbitMQ封装的一套模板并且还利用SpringBoot对其实现了自动装配使用起来非常方便。SpringAmqp的官方地址https://spring.io/projects/spring-amqpSpringAMQP提供了三个功能自动声明队列、交换机及其绑定关系基于注解的监听器模式异步接收消息封装了RabbitTemplate工具用于发送消息3.1.Basic Queue 简单队列模型在父工程mq-demo中引入依赖!--AMQP依赖包含RabbitMQ-- dependency groupIdorg.springframework.boot/groupId artifactIdspring-boot-starter-amqp/artifactId /dependency3.1.1.消息发送首先配置MQ地址在publisher服务的application.yml中添加配置spring: rabbitmq: host: 192.168.150.101 # 主机名 port: 5672 # 端口 virtual-host: / # 虚拟主机 username: itcast # 用户名 password: 123321 # 密码然后在publisher服务中编写测试类SpringAmqpTest并利用RabbitTemplate实现消息发送import org.junit.Test; import org.junit.runner.RunWith; import org.springframework.amqp.rabbit.core.RabbitTemplate; import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired; import org.springframework.boot.test.context.SpringBootTest; import org.springframework.test.context.junit4.SpringRunner; ​ RunWith(SpringRunner.class) SpringBootTest public class SpringAmqpTest { ​ Autowired private RabbitTemplate rabbitTemplate; ​ Test public void testSimpleQueue() { // 队列名称 String queueName simple.queue; // 消息 String message hello, spring amqp!; // 发送消息 rabbitTemplate.convertAndSend(queueName, message); } }3.1.2.消息接收首先配置MQ地址在consumer服务的application.yml中添加配置spring: rabbitmq: host: 192.168.150.101 # 主机名 port: 5672 # 端口 virtual-host: / # 虚拟主机 username: itcast # 用户名 password: 123321 # 密码然后在consumer服务的cn.itcast.mq.listener包中新建一个类SpringRabbitListener代码如下import org.springframework.amqp.rabbit.annotation.RabbitListener; import org.springframework.stereotype.Component; ​ Component public class SpringRabbitListener { ​ RabbitListener(queues simple.queue) public void listenSimpleQueueMessage(String msg) throws InterruptedException { System.out.println(spring 消费者接收到消息【 msg 】); } }3.1.3.测试启动consumer服务然后在publisher服务中运行测试代码发送MQ消息3.2.WorkQueueWork queues也被称为Task queues任务模型。简单来说就是让多个消费者绑定到一个队列共同消费队列中的消息。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速度就能大大提高了。3.2.1.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/** * workQueue * 向队列中不停发送消息模拟消息堆积。 */ Test public void testWorkQueue() throws InterruptedException { // 队列名称 String queueName simple.queue; // 消息 String message hello, message_; for (int i 0; i 50; i) { // 发送消息 rabbitTemplate.convertAndSend(queueName, message i); Thread.sleep(20); } }3.2.2.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RabbitListener(queues simple.queue) public void listenWorkQueue1(String msg) throws InterruptedException { System.out.println(消费者1接收到消息【 msg 】 LocalTime.now()); Thread.sleep(20); } ​ RabbitListener(queues simple.queue) public void listenWorkQueue2(String msg) throws InterruptedException { System.err.println(消费者2........接收到消息【 msg 】 LocalTime.now()); Thread.sleep(200); }注意到这个消费者sleep了1000秒模拟任务耗时。3.2.3.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。3.2.4.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3.2.5.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3.3.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3.4.FanoutFanout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3.4.1.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.context.annotation.Bean; import org.springframework.context.annotation.Configuration; ​ Configuration public class FanoutConfig { /** * 声明交换机 * return Fanout类型交换机 */ Bean public FanoutExchange fanoutExchange(){ return new FanoutExchange(bite.fanout); } ​ /** * 第1个队列 */ Bean public Queue fanoutQueue1(){ return new Queue(fanout.queue1); } ​ /** * 绑定队列和交换机 */ Bean public Binding bindingQueue1(Queue fanoutQueue1, FanoutExchange fanoutExchange){ return BindingBuilder.bind(fanoutQueue1).to(fanoutExchange); } ​ /** * 第2个队列 */ Bean public Queue fanoutQueue2(){ return new Queue(fanout.queue2); } ​ /** * 绑定队列和交换机 */ Bean public Binding bindingQueue2(Queue fanoutQueue2, FanoutExchange fanoutExchange){ return BindingBuilder.bind(fanoutQueue2).to(fanoutExchange); } }3.4.2.消息发送在publisher服务的SpringAmqpTest类中添加测试方法Test public void testFanoutExchange() { // 队列名称 String exchangeName itcast.fanout; // 消息 String message hello, everyone!; rabbitTemplate.convertAndSend(exchangeName, , message); }3.4.3.消息接收在consumer服务的SpringRabbitListener中添加两个方法作为消费者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 】); }3.4.4.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QueueFanoutExchangeBinding3.5.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3.5.1.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RabbitListener(bindings QueueBinding( value Queue(name direct.queue1), exchange Exchange(name itcast.direct, type ExchangeTypes.DIRECT), key {red, blue} )) public void listenDirectQueue1(String msg){ System.out.println(消费者接收到direct.queue1的消息【 msg 】); } ​ RabbitListener(bindings QueueBinding( value Queue(name direct.queue2), exchange Exchange(name itcast.direct, type ExchangeTypes.DIRECT), key {red, yellow} )) public void listenDirectQueue2(String msg){ System.out.println(消费者接收到direct.queue2的消息【 msg 】); }3.5.2.消息发送在publisher服务的SpringAmqpTest类中添加测试方法Test public void testSendDirectExchange() { // 交换机名称 String exchangeName itcast.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); }3.5.3.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QueueExchange3.6.Topic3.6.1.说明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.spuitem.*只能匹配item.spu图示解释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.weatherQueue2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.news3.6.2.消息发送在publisher服务的SpringAmqpTest类中添加测试方法/** * topicExchange */ Test public void testSendTopicExchange() { // 交换机名称 String exchangeName itcast.topic; // 消息 String message 喜报孙悟空大战哥斯拉胜!; // 发送消息 rabbitTemplate.convertAndSend(exchangeName, china.news, message); }3.6.3.消息接收在consumer服务的SpringRabbitListener中添加方法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(消费者接收到topic.queue1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(消费者接收到topic.queue2的消息【 msg 】); }3.6.4.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3.7.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。3.7.1.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Test public void testSendMap() throws InterruptedException { // 准备消息 MapString,Object msg new HashMap(); msg.put(name, Jack); msg.put(age, 21); // 发送消息 rabbitTemplate.convertAndSend(simple.queue,, msg); }停止consumer服务发送消息后查看控制台3.7.2.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dependency groupIdcom.fasterxml.jackson.dataformat/groupId artifactIdjackson-dataformat-xml/artifactId version2.9.10/version /dependency配置消息转换器。在启动类中添加一个Bean即可Bean public MessageConverter jsonMessageConverter(){ return new Jackson2JsonMessageConverter(); }