RabbitMQ学习（二 ）----RabbitMQ的使用以及消息持久化

使用场景

在我们秒杀抢购商品的时候，系统会提醒我们稍等排队中，而不是像几年前一样页面卡死或报错给用户。

像这种排队结算就用到了消息队列机制，放入通道里面一个一个结算处理，而不是某个时间断突然涌入大批量的查询新增把数据库给搞宕机，所以RabbitMQ本质上起到的作用就是削峰填谷，为业务保驾护航。

为什么选择RabbitMQ

现在的市面上有很多MQ可以选择，比如ActiveMQ、ZeroMQ、Appche Qpid，那问题来了为什么要选择RabbitMQ？

1. 除了Qpid，RabbitMQ是唯一一个实现了AMQP标准的消息服务器；
2. 可靠性，RabbitMQ的持久化支持，保证了消息的稳定性；
3. 高并发，RabbitMQ使用了Erlang开发语言，Erlang是为电话交换机开发的语言，天生自带高并发光环，和高可用特性；
4. 集群部署简单，正是应为Erlang使得RabbitMQ集群部署变的超级简单；
5. 社区活跃度高，根据网上资料来看，RabbitMQ也是首选；

工作机制

生产者、消费者和代理

在了解消息通讯之前首先要了解3个概念：生产者、消费者和代理。

生产者：消息的创建者，负责创建和推送数据到消息服务器；

消费者：消息的接收方，用于处理数据和确认消息；

代理：就是RabbitMQ本身，用于扮演“快递”的角色，本身不生产消息，只是扮演“快递”的角色。

消息发送原理

首先你必须连接到Rabbit才能发布和消费消息，那怎么连接和发送消息的呢？

你的应用程序和Rabbit Server之间会创建一个TCP连接，一旦TCP打开，并通过了认证，认证就是你试图连接Rabbit之前发送的Rabbit服务器连接信息和用户名和密码，有点像程序连接数据库，使用Java有两种连接认证的方式，后面代码会详细介绍，一旦认证通过你的应用程序和Rabbit就创建了一条AMQP信道（Channel）。

信道是创建在“真实”TCP上的虚拟连接，AMQP命令都是通过信道发送出去的，每个信道都会有一个唯一的ID，不论是发布消息，订阅队列或者介绍消息都是通过信道完成的。

为什么不通过TCP直接发送命令？

对于操作系统来说创建和销毁TCP会话是非常昂贵的开销，假设高峰期每秒有成千上万条连接，每个连接都要创建一条TCP会话，这就造成了TCP连接的巨大浪费，而且操作系统每秒能创建的TCP也是有限的，因此很快就会遇到系统瓶颈。

如果我们每个请求都使用一条TCP连接，既满足了性能的需要，又能确保每个连接的私密性，这就是引入信道概念的原因。

image

你必须知道的Rabbit

想要真正的了解Rabbit有些名词是你必须知道的。

包括：ConnectionFactory（连接管理器）、Channel（信道）、Exchange（交换器）、Queue（队列）、RoutingKey（路由键）、BindingKey（绑定键）。

ConnectionFactory（连接管理器）：应用程序与Rabbit之间建立连接的管理器，程序代码中使用；

Channel（信道）：消息推送使用的通道；

Exchange（交换器）：用于接受、分配消息；

Queue（队列）：用于存储生产者的消息；

RoutingKey（路由键）：用于把生成者的数据分配到交换器上；

BindingKey（绑定键）：用于把交换器的消息绑定到队列上；

看到上面的解释，最难理解的路由键和绑定键了，那么他们具体怎么发挥作用的，请看下图：

image

关于更多交换器的信息，我们在后面再讲。

消息持久化

Rabbit队列和交换器有一个不可告人的秘密，就是默认情况下重启服务器会导致消息丢失，那么怎么保证Rabbit在重启的时候不丢失呢？答案就是消息持久化。

当你把消息发送到Rabbit服务器的时候，你需要选择你是否要进行持久化，但这并不能保证Rabbit能从崩溃中恢复，想要Rabbit消息能恢复必须满足3个条件：

1. 投递消息的时候durable设置为true，消息持久化，代码：channel.queueDeclare(x, true, false, false, null)，参数2设置为true持久化；
2. 设置投递模式deliveryMode设置为2（持久），代码：channel.basicPublish(x, x, MessageProperties.PERSISTENT_TEXT_PLAIN,x)，参数3设置为存储纯文本到磁盘；
3. 消息已经到达持久化交换器上；
4. 消息已经到达持久化的队列；

持久化工作原理

Rabbit会将你的持久化消息写入磁盘上的持久化日志文件，等消息被消费之后，Rabbit会把这条消息标识为等待垃圾回收。

持久化的缺点

消息持久化的优点显而易见，但缺点也很明显，那就是性能，因为要写入硬盘要比写入内存性能较低很多，从而降低了服务器的吞吐量，尽管使用SSD硬盘可以使事情得到缓解，但他仍然吸干了Rabbit的性能，当消息成千上万条要写入磁盘的时候，性能是很低的。

所以使用者要根据自己的情况，选择适合自己的方式。

2.五种消息模型

RabbitMQ提供了6种消息模型，但是第6种其实是RPC，并不是MQ，因此不予学习。那么也就剩下5种。

但是其实3、4、5这三种都属于订阅模型，只不过进行路由的方式不同。

我们通过一个demo工程来了解下RabbitMQ的工作方式：

我们抽取一个建立RabbitMQ连接的工具类，方便其他程序获取连接：

public class ConnectionUtil {
 /**
 * 建立与RabbitMQ的连接
 * @return
 * @throws Exception
 */
 public static Connection getConnection() throws Exception {
 //定义连接工厂
 ConnectionFactory factory = new ConnectionFactory();
 //设置服务地址
 factory.setHost("192.168.25.128");
 //端口
 factory.setPort(5672);
 //设置账号信息，用户名、密码、vhost
 factory.setVirtualHost("/xiaozhou");
 factory.setUsername("xiaozhou");
 factory.setPassword("xiaozhou");
 // 通过工程获取连接
 Connection connection = factory.newConnection();
 return connection;
 }
}

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2.1.基本消息模型

官方介绍：

RabbitMQ是一个消息代理：它接受和转发消息。 你可以把它想象成一个邮局：当你把邮件放在邮箱里时，你可以确定邮差先生最终会把邮件发送给你的收件人。 在这个比喻中，RabbitMQ是邮政信箱，邮局和邮递员。

RabbitMQ与邮局的主要区别是它不处理纸张，而是接受，存储和转发数据消息的二进制数据块。

P（producer/ publisher）：生产者，一个发送消息的用户应用程序。

C（consumer）：消费者，消费和接收有类似的意思，消费者是一个主要用来等待接收消息的用户应用程序

队列（红色区域）：rabbitmq内部类似于邮箱的一个概念。虽然消息流经rabbitmq和你的应用程序，但是它们只能存储在队列中。队列只受主机的内存和磁盘限制，实质上是一个大的消息缓冲区。许多生产者可以发送消息到一个队列，许多消费者可以尝试从一个队列接收数据。

总之：

生产者将消息发送到队列，消费者从队列中获取消息，队列是存储消息的缓冲区。

我们将用Java编写两个程序;发送单个消息的生产者，以及接收消息并将其打印出来的消费者。我们将详细介绍Java API中的一些细节，这是一个消息传递的“Hello World”。

我们将调用我们的消息发布者（发送者）Send和我们的消息消费者（接收者）Recv。发布者将连接到RabbitMQ，发送一条消息，然后退出。

---

2.1.1.生产者发送消息

public class Send {
​
 private final static String QUEUE_NAME = "simple_queue";
​
 public static void main(String[] argv) throws Exception {
 // 获取到连接以及mq通道
 Connection connection = ConnectionUtil.getConnection();
 // 从连接中创建通道，这是完成大部分API的地方。
 Channel channel = connection.createChannel();
​
 // 声明（创建）队列，必须声明队列才能够发送消息，我们可以把消息发送到队列中。
 // 声明一个队列是幂等的 - 只有当它不存在时才会被创建
 channel.queueDeclare(QUEUE_NAME, false, false, false, null);
​
 // 消息内容
 String message = "Hello World!";
 channel.basicPublish("", QUEUE_NAME, null, message.getBytes());
 System.out.println(" [x] Sent '" + message + "'");
​
 //关闭通道和连接
 channel.close();
 connection.close();
 }
}

控制台：

---

2.1.2.管理工具中查看消息

进入队列页面，可以看到新建了一个队列：simple_queue

点击队列名称，进入详情页，可以查看消息：

在控制台查看消息并不会将消息消费，所以消息还在。

2.1.3.消费者获取消息

public class Recv {
 private final static String QUEUE_NAME = "simple_queue";
​
 public static void main(String[] argv) throws Exception {
 // 获取到连接
 Connection connection = ConnectionUtil.getConnection();
 // 创建通道
 Channel channel = connection.createChannel();
 // 声明队列
 channel.queueDeclare(QUEUE_NAME, false, false, false, null);
 // 定义队列的消费者
 DefaultConsumer consumer = new DefaultConsumer(channel) {
 // 获取消息，并且处理，这个方法类似事件监听，如果有消息的时候，会被自动调用
 @Override
 public void handleDelivery(String consumerTag, Envelope envelope, BasicProperties properties,
 byte[] body) throws IOException {
 // body 即消息体
 String msg = new String(body);
 System.out.println(" [x] received : " + msg + "!");
 }
 };
 // 监听队列，第二个参数：是否自动进行消息确认。
 channel.basicConsume(QUEUE_NAME, true, consumer);
 }
}

控制台：

这个时候，队列中的消息就没了：

我们发现，消费者已经获取了消息，但是程序没有停止，一直在监听队列中是否有新的消息。一旦有新的消息进入队列，就会立即打印.

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2.1.4.消息确认机制（ACK）

通过刚才的案例可以看出，消息一旦被消费者接收，队列中的消息就会被删除。

那么问题来了：RabbitMQ怎么知道消息被接收了呢？

如果消费者领取消息后，还没执行操作就挂掉了呢？或者抛出了异常？消息消费失败，但是RabbitMQ无从得知，这样消息就丢失了！

因此，RabbitMQ有一个ACK机制。当消费者获取消息后，会向RabbitMQ发送回执ACK，告知消息已经被接收。不过这种回执ACK分两种情况：

• 自动ACK：消息一旦被接收，消费者自动发送ACK

• 手动ACK：消息接收后，不会发送ACK，需要手动调用

大家觉得哪种更好呢？

这需要看消息的重要性：

• 如果消息不太重要，丢失也没有影响，那么自动ACK会比较方便

• 如果消息非常重要，不容丢失。那么最好在消费完成后手动ACK，否则接收消息后就自动ACK，RabbitMQ就会把消息从队列中删除。如果此时消费者宕机，那么消息就丢失了。

我们之前的测试都是自动ACK的，如果要手动ACK，需要改动我们的代码：

public class Recv2 {
 private final static String QUEUE_NAME = "simple_queue";
​
 public static void main(String[] argv) throws Exception {
 // 获取到连接
 Connection connection = ConnectionUtil.getConnection();
 // 创建通道
 final Channel channel = connection.createChannel();
 // 声明队列
 channel.queueDeclare(QUEUE_NAME, false, false, false, null);
 // 定义队列的消费者
 DefaultConsumer consumer = new DefaultConsumer(channel) {
 // 获取消息，并且处理，这个方法类似事件监听，如果有消息的时候，会被自动调用
 @Override
 public void handleDelivery(String consumerTag, Envelope envelope, BasicProperties properties,
 byte[] body) throws IOException {
 // body 即消息体
 String msg = new String(body);
 System.out.println(" [x] received : " + msg + "!");
 // 手动进行ACK
 channel.basicAck(envelope.getDeliveryTag(), false);
 }
 };
 // 监听队列，第二个参数false，手动进行ACK
 channel.basicConsume(QUEUE_NAME, false, consumer);
 }
}

注意到最后一行代码：

channel.basicConsume(QUEUE_NAME, false, consumer);

如果第二个参数为true，则会自动进行ACK；如果为false，则需要手动ACK。方法的声明：

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2.1.4.1.自动ACK存在的问题

修改消费者，添加异常，如下：

生产者不做任何修改，直接运行，消息发送成功：

运行消费者，程序抛出异常。但是消息依然被消费：

管理界面：

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2.1.4.2.演示手动ACK

修改消费者，把自动改成手动（去掉之前制造的异常）

生产者不变，再次运行：

运行消费者

但是，查看管理界面，发现：

停掉消费者的程序，发现：

这是因为虽然我们设置了手动ACK，但是代码中并没有进行消息确认！所以消息并未被真正消费掉。

当我们关掉这个消费者，消息的状态再次称为Ready

修改代码手动ACK：

执行：

消息消费成功！

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Spring AMQP

依赖和配置

添加AMQP的启动器：

org.springframework.boot
spring-boot-starter-amqp

在application.yml中添加RabbitMQ地址：

spring:
rabbitmq:
host: 192.168.56.101
username: leyou
password: leyou
virtual-host: /leyou

---

监听者

在SpringAmqp中，对消息的消费者进行了封装和抽象，一个普通的JavaBean中的普通方法，只要通过简单的注解，就可以成为一个消费者。

@Component
public class Listener {
​
 @RabbitListener(bindings = @QueueBinding(
 value = @Queue(value = "spring.test.queue", durable = "true"),
 exchange = @Exchange(
 value = "spring.test.exchange",
 ignoreDeclarationExceptions = "true",
 type = ExchangeTypes.TOPIC
 ),
 key = {"#.#"}))
 public void listen(String msg){
 System.out.println("接收到消息：" + msg);
 }
}

• @Componet：类上的注解，注册到Spring容器

• @RabbitListener：方法上的注解，声明这个方法是一个消费者方法，需要指定下面的属性：

  • bindings：指定绑定关系，可以有多个。值是@QueueBinding的数组。@QueueBinding包含下面属性：

    • value：这个消费者关联的队列。值是@Queue，代表一个队列

    • exchange：队列所绑定的交换机，值是@Exchange类型

    • key：队列和交换机绑定的RoutingKey

类似listen这样的方法在一个类中可以写多个，就代表多个消费者。

AmqpTemplate

Spring最擅长的事情就是封装，把他人的框架进行封装和整合。

Spring为AMQP提供了统一的消息处理模板：AmqpTemplate，非常方便的发送消息，其发送方法：

红框圈起来的是比较常用的3个方法，分别是：

• 指定交换机、RoutingKey和消息体

• 指定消息

• 指定RoutingKey和消息，会向默认的交换机发送消息

3.5.测试代码

@RunWith(SpringRunner.class)
@SpringBootTest(classes = Application.class)
public class MqDemo {
​
 @Autowired
 private AmqpTemplate amqpTemplate;
​
 @Test
 public void testSend() throws InterruptedException {
 String msg = "hello, Spring boot amqp";
 this.amqpTemplate.convertAndSend("spring.test.exchange","a.b", msg);
 // 等待10秒后再结束
 Thread.sleep(10000);
 }
}

运行后查看日志：

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引用（本文章只供本人学习以及学习的记录，如有侵权，请联系我删除）

RabbitMQ系列（二）深入了解RabbitMQ工作原理及简单使用