spring boot学习笔记之操作ActiveMQ指南

前言

消息队列中间件是分布式系统中重要的组件,主要解决应用耦合、异步消息、流量削锋等问题,实现高性能、高可用、可伸缩和最终一致性架构,是大型分布式系统不可缺少的中间件。

目前在生产环境中使用较多的消息队列有 ActiveMQ、RabbitMQ、ZeroMQ、Kafka、MetaMQ、RocketMQ 等。

特性

  • 异步性:将耗时的同步操作通过以发送消息的方式进行了异步化处理,减少了同步等待的时间。
  • 松耦合:消息队列减少了服务之间的耦合性,不同的服务可以通过消息队列进行通信,而不用关心彼此的实现细节,只要定义好消息的格式就行。
  • 分布式:通过对消费者的横向扩展,降低了消息队列阻塞的风险,以及单个消费者产生单点故障的可能性(当然消息队列本身也可以做成分布式集群)。
  • 可靠性:消息队列一般会把接收到的消息存储到本地硬盘上(当消息被处理完之后,存储信息根据不同的消息队列实现,有可能将其删除),这样即使应用挂掉或者消息队列本身挂掉,消息也能够重新加载。

JMS 规范

JMS 即 Java 消息服务(Java Message Service)应用程序接口,是一个 Java 平台中关于面向消息中间件(MOM)的 API,用于在两个应用程序之间,或分布式系统中发送消息,进行异步通信。Java 消息服务是一个与具体平台无关的 API,绝大多数 MOM 提供商都对 JMS 提供支持。

JMS 的消息机制有 2 种模型,一种是 Point to Point,表现为队列的形式,发送的消息,只能被一个接收者取走;另一种是 Topic,可以被多个订阅者订阅,类似于群发。

ActiveMQ 是 JMS 的一个实现。

ActiveMQ 介绍

ActiveMQ 是 Apache 软件基金下的一个开源软件,它遵循 JMS1.1 规范(Java Message Service),是消息驱动中间件软件(MOM)。它为企业消息传递提供高可用、出色性能、可扩展、稳定和安全保障。ActiveMQ 使用 Apache 许可协议,因此,任何人都可以使用和修改它而不必反馈任何改变。

ActiveMQ 的目标是在尽可能多的平台和语言上提供一个标准的,消息驱动的应用集成。ActiveMQ 实现 JMS 规范并在此之上提供大量额外的特性。ActiveMQ 支持队列和订阅两种模式的消息发送。

Spring Boot 提供了 ActiveMQ 组件 spring-boot-starter-activemq,用来支持 ActiveMQ 在 Spring Boot 体系内使用,下面我们来详细了解如何使用。

添加依赖

主要添加组件:spring-boot-starter-activemq。


    org.springframework.boot
    spring-boot-starter-activemq

配置文件

在 application.properties 中添加配置。

# 基于内存的 ActiveMQ
spring.activemq.in-memory=true
# 不适应连接池
spring.activemq.pool.enabled=false
 
# 独立安装的 ActiveMQ
#spring.activemq.broker-url=tcp://192.168.0.1:61616
#spring.activemq.user=admin
#spring.activemq.password=admin

在使用 ActiveMQ 时有两种使用方式,一种是使用独立安装的 ActiveMQ,在生产环境推荐使用这种;另一种是使用基于内存 ActiveMQ ,在调试阶段建议使用这种方式。

队列(Queue)

队列发送的消息,只能被一个消费者接收。

创建队列

@Configuration
public class MqConfig {
    @Bean
    public Queue queue() {
        return new ActiveMQQueue("neo.queue");
    }
}

使用 @Configuration 注解在项目启动时,定义了一个队列 queue 命名为:neo.queue。

消息生产者

创建一个消息的生产者:

@Component
public class Producer{
    @Autowired
    private JmsMessagingTemplate jmsMessagingTemplate;
    @Autowired
    private Queue queue;
    public void sendQueue(String msg) {
        System.out.println("send queue msg :"+msg);
        this.jmsMessagingTemplate.convertAndSend(this.queue, msg);
    }
}

JmsMessagingTemplate 是 Spring 提供发送消息的工具类,使用 JmsMessagingTemplate 和创建好的 queue 对消息进行发送。

消息消费者

@Component
public class Consumer {
 
    @JmsListener(destination = "neo.queue")
    public void receiveQueue(String text) {
        System.out.println("Consumer queue msg : "+text);
    }
}

使用注解 @JmsListener(destination = "neo.queue"),表示此方法监控了名为 neo.queue 的队列。当队列 neo.queue 中有消息发送时会触发此方法的执行,text 为消息内容。

测试

创建 SampleActiveMqTests 测试类,注入创建好的消息生产者。

@RunWith(SpringRunner.class)
@SpringBootTest
public class SampleActiveMqTests {
    @Autowired
    private Producer producer;
    @Rule
    public OutputCapture outputCapture = new OutputCapture();
}

OutputCapture 是 Spring Boot 提供的一个测试类,它能捕获 System.out 和 System.err 的输出,我们可以利用这个特性来判断程序中的输出是否执行。

@Test
public void sendSimpleQueueMessage() throws InterruptedException {
    this.producer.sendQueue("Test queue message");
    Thread.sleep(1000L);
    assertThat(this.outputCapture.toString().contains("Test queue")).isTrue();
}

创建测试方式,使用 producer 发送消息,为了保证容器可以接收到消息,让测试方法等待 1 秒,最后使用 outputCapture 判断是否执行成功。

测试多消费者

上面的案例只是一个生产者一个消费者,我们在模拟一个生产者和多个消费者队列的执行情况。我们复制上面的消费者 Consumer 重新命名为 Consumer2,并且将输出内容加上 2 的关键字,如下:

@Component
public class Consumer2 {
    @JmsListener(destination = "neo.queue")
    public void receiveQueue(String text) {
        System.out.println("Consumer2 queue msg : "+text);
    }
}

在刚才的测试类中添加一个 send100QueueMessage() 方法,模式发送 100 条消息时,两个消费者是如何消费消息的。

@Test
public void send100QueueMessage() throws InterruptedException {
    for (int i=0;i<100;i++){
        this.producer.sendQueue("Test queue message"+i);
    }
    Thread.sleep(1000L);
}

控制台输出结果:

Consumer queue msg : Test queue message0

Consumer2 queue msg : Test queue message1

Consumer queue msg : Test queue message2

Consumer2 queue msg : Test queue message3

...

根据控制台输出的消息可以看出,当有多个消费者监听一个队列时,消费者会自动均衡负载的接收消息,并且每个消息只能有一个消费者所接收。

注意:控制台输出 javax.jms.JMSException: peer (vm://localhost#1) stopped. 报错信息可以忽略,这是 Info 级别的错误,是 ActiveMQ 的一个 bug。

广播(Topic)

广播发送的消息,可以被多个消费者接收。

创建 Topic

@Configuration
public class MqConfig {
    @Bean
    public Topic topic() {
        return new ActiveMQTopic("neo.topic");
    }
}

使用 @Configuration 注解在项目启动时,定义了一个广播 Topic 命名为:neo.topic。

消息生产者

创建一个消息的生产者:

@Component
public class Producer{
    @Autowired
    private JmsMessagingTemplate jmsMessagingTemplate;
    @Autowired
    private Topic topic;
    public void sendTopic(String msg) {
        System.out.println("send topic msg :"+msg);
        this.jmsMessagingTemplate.convertAndSend(this.topic, msg);
    }
}

和上面的生产者对比只是 convertAndSend() 方法传入的第一个参数变成了 Topic。

消息消费者

@Component
public class Consumer {
 
    @JmsListener(destination = "neo.topic")
    public void receiveTopic(String text) {
        System.out.println("Consumer topic msg : "+text);
    }
}

消费者也没有变化,只是监听的名改为上面的 neo.topic,因为模拟多个消费者,复制一份 Consumer 命名为 Consumer2,代码相同在输出中标明来自 Consumer2。

测试

创建 SampleActiveMqTests 测试类,注入创建好的消息生产者。

@Test
public void sendSimpleTopicMessage() throws InterruptedException {
    this.producer.sendTopic("Test Topic message");
    Thread.sleep(1000L);
}

测试方法执行成功后,会看到控制台输出信息,如下:

send topic msg :Test Topic message

Consumer topic msg : Test Topic message

Consumer2 topic msg : Test Topic message

可以看出两个消费者都收到了发送的消息,从而验证广播(Topic)是一个发送者多个消费者的模式。

同时支持队列(Queue)和广播(Topic)

Spring Boot 集成 ActiveMQ 的项目默认只支持队列或者广播中的一种,通过配置项 spring.jms.pub-sub-domain 的值来控制,true 为广播模式,false 为队列模式,默认情况下支持队列模式。

如果需要在同一项目中既支持队列模式也支持广播模式,可以通过 DefaultJmsListenerContainerFactory 创建自定义的 JmsListenerContainerFactory 实例,之后在 @JmsListener 注解中通过 containerFactory 属性引用它。

分别创建两个自定义的 JmsListenerContainerFactory 实例,通过 pubSubDomain 来控制是支持队列模式还是广播模式。

@Configuration
@EnableJms
public class ActiveMQConfig {
 
    @Bean("queueListenerFactory")
    public JmsListenerContainerFactory queueListenerFactory(ConnectionFactory connectionFactory) {
        DefaultJmsListenerContainerFactory factory = new DefaultJmsListenerContainerFactory();
        factory.setConnectionFactory(connectionFactory);
        factory.setPubSubDomain(false);
        return factory;
    }
 
    @Bean("topicListenerFactory")
    public JmsListenerContainerFactory topicListenerFactory(ConnectionFactory connectionFactory) {
        DefaultJmsListenerContainerFactory factory = new DefaultJmsListenerContainerFactory();
        factory.setConnectionFactory(connectionFactory);
        factory.setPubSubDomain(true);
        return factory;
    }
}

然后在消费者接收的方法中,指明使用 containerFactory 接收消息。

@Component
public class Consumer {
 
    @JmsListener(destination = "neo.queue", containerFactory = "queueListenerFactory")
    public void receiveQueue(String text) {
        System.out.println("Consumer queue msg : "+text);
    }
 
    @JmsListener(destination = "neo.topic", containerFactory = "topicListenerFactory")
    public void receiveTopic(String text) {
        System.out.println("Consumer topic msg : "+text);
    }
}

改造完成之后,再次执行队列和广播的测试方法,就会发现项目同时支持了两种类型的消息收发。

总结

消息中间件广泛应用在大型互联网架构中,利用消息中间件队列和广播各自的特性可以支持很多业务,比如群发发送短信、给单个用户发送邮件等。ActiveMQ 是一款非常流行的消息中间件,它的特点是部署简单、使用方便,比较适合中小型团队。Spring Boot 提供了集成 ActiveMQ 对应的组件,在 Spring Boot 中使用 ActiveMQ 只需要添加相关注解即可。

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