初识RabbitMQ（RMQ的五种消息模型介绍以及使用演示）

RabbitMQ

1.RMQ的消息模型

RabbitMQ官方提供了5个不同的Demo示例，对应了不同的消息模型：

• 简单队列
• Work模式
• 广播模式
• 路由模式
• 主题模式

其实我比较喜欢将他们分成三类：

1.简单队列：一个生产者，一个消费者。（名师指导，1V1）

2.Work模式：一个生产者，多个消费者。但是一条消息只能够给到一个人。（超市里有很多可乐。而每一瓶可乐只能卖给一名顾客）

3.发布/订阅模式

而后面三个，都可以认为是发布/订阅模式，都是多了一个角色：X（交换机）。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：

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！

• Fanout（广播模式）：将消息交给所有绑定到交换机的队列（大喇叭叫你做核酸）
• Direct（路由模式）：把消息交给符合指定routing key 的队列（防疫时候，进行隔离，只有对“拥有routing key”（羊了）的人才进行隔离通知）
• Topic（主题模式）：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。（可以理解为把范围扩大。路由模式是准确的具体的一个Key，比如，routing key : chenss.skr。如果路由模式需要发送到，则需要指定routing key为chenss.skr。而Topic模式，可以使用1.chenss.#，2.chenss.，3..skr，4.#.skr。注意：# 匹配一个或多个词，*只能匹配一个词）

2.五种模式的实现（基于SpringAMQP）

SpringAMQP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

2.1.引入依赖以及修改配置

首先还是熟悉的二步曲，添加依赖，修改配置文件。**注意：需要在生产者与消费者上都添加依赖以及修改配置。

（1）添加依赖

<dependency>
    <groupId>org.springframework.bootgroupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-amqpartifactId>
dependency>

（2）修改配置文件（这些都是自己本机的RabbitMq的配置）

spring:
  rabbitmq:
    host: 192.168.132.160 # 主机名
    port: 5672 # 端口
    virtual-host: / # 虚拟主机
    username: chenss # 用户名
    password: chenss # 密码

2.2.Basic Queue 简单队列模型

生产者（定义一个测试类）：

@RunWith(SpringRunner.class)
@SpringBootTest(classes = PublisherApplication.class)
public class PublisherTest {

    @Autowired
    private RabbitTemplate rabbitTemplate;

    @Test
    public void testBasicQueue() {
        //1.定义队列名称
        String queueName = "simple.queue";
        //2.定义message
        String message = "Hello,Basic Queue!";
        //发送message
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            rabbitTemplate.convertAndSend(queueName,message+i);
        }
    }
}

当我们执行这个测试类，因为我们还没有启动消费者，所以可以去到RabbitMq的控制台。我们可以看到，这个simple.queue收到了十条信息；

消费者：

@Component
public class SpringRabbitListener {
    //1.简单队列
    @RabbitListener(queues = "simple.queue")
    public void listenSimpleQueueMessage(String message) {
      log.INFO("spring 消费者接收到消息：【" + message + "】");
    }
}

这时候，我们启动消费者服务。就可以看到他在消费刚刚传递过来的消息了。

2.3.WorkQueue

Work 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。就像是发布任务，然后，分给多个人完成。

一般用于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。

（1）生产者

这次我们循环发送，模拟大量消息堆积现象。

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

    @Test
    public void testWorkQueue() {
        //1.定义队列名称
        String queueName = "simple.queue";
        //2.定义message
        String message = "Hello,Work Queue!";
        //发送message
        for (int i = 0; i < 20; i++) {
            rabbitTemplate.convertAndSend(queueName,message+i);
        }
    }

（2）消费者

因为处理速度很快，所以我们人工让线程休眠一段时间，但是注意，我两个消费者的休眠时间不一样。

    //1.Woker1
    @RabbitListener(queues = "simple.queue")
    public void listenWorkQueueMessage1(String message) throws InterruptedException {
      log.info("spring 消费者[1]接收到消息：【" + message + "】");
      Thread.sleep(20);
    }

    //2.Work2
    @RabbitListener(queues = "simple.queue")
    public void listenWorkQueueMessage2(String message) throws InterruptedException {
        log.info("spring 消费者[2]接收到消息：【" + message + "】");
        Thread.sleep(200);
    }

可以看到消费者1很快完成了自己的10条消息。消费者2却在缓慢的处理自己的10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。

所以在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	[能者多劳机制]

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

2.4.Fanout（广播）

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

为了实现Fanout模式的消息的生产与消费。我们可以这样做：

• 创建一个交换机 chenss.fanout，类型是Fanout
• 创建两个队列fanout.queue1和fanout.queue2，绑定到交换机chenss.fanout

2.4.1.声明交换机与队列

首先，我们需要知道。Spring提供了一个接口Exchange，来表示所有不同类型的交换机：

（1）消费者

在consumer中创建一个配置类，声明队列和交换机：（这里我们先使用@Bean注解声明，下面其它模式声明会使用Spring提供的基于注解的方式来声明）

@Configuration
public class FanoutConfig {

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

    /**
     * 声明第1个队列
     *
     * @return
     */
    @Bean
    public Queue fanoutQueue1() {
        return new Queue("fanout.Queue1");
    }

    /**
     * 把第1个队列和交换机绑定
     * @param fanoutQueue1
     * @param fanoutExchange
     * @return
     */
    @Bean
    public Binding bindingQueue1(Queue fanoutQueue1, FanoutExchange fanoutExchange) {
        return BindingBuilder.bind(fanoutQueue1).to(fanoutExchange);
    }

    /**
     * 声明第2个队列
     *
     * @return
     */
    @Bean
    public Queue fanoutQueue2() {
        return new Queue("fanout.Queue2");
    }

    /**
     * 把第2个队列和交换机绑定
     * @param fanoutQueue2
     * @param fanoutExchange
     * @return
     */
    @Bean
    public Binding bindingQueue2(Queue fanoutQueue2, FanoutExchange fanoutExchange) {
        return BindingBuilder.bind(fanoutQueue2).to(fanoutExchange);
    }
}

这时候，我们重启服务，打开RabbitMq，则能在控制台上看到：

这样就说明已经完成了队列与交换机的绑定。接下来我们编写消费消息的代码

2.4.2. 编写消费者与生产者

消费消息

    @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 + "】");
    }

（2）生产者

    @Test
    public void testFanoutExchange() {
        // 交换机名称
        String exchangeName = "chenss.fanout";
        // 消息
        String message = "hello, everyone!";
        rabbitTemplate.convertAndSend(exchangeName, "", message);
    }

运行后，我们查看消费者控制台，可以看到与chenss.fanout绑定的两个队列都接收到了消息。

2.4.3.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

2.5.Direct（路由）

在上面我们说到的Fanout模式中，一条消息，会被所有绑定交换机的队列都消费，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

2.4.1.基于注解声明队列和交换机（消费者）

只需要在消费者@RabbitListener注解中进行绑定即可。

    @RabbitListener(bindings = @QueueBinding(
            value = @Queue(name = "direct.queue1"),
            exchange = @Exchange(name = "chenss.direct", type = ExchangeTypes.DIRECT),//声明类型
            key = {"jpg","png"}//声明routingKey
    ))
    public void listenDirectQueue1(String message){
        System.out.println("消费者接收到direct.queue1的消息：【" + message + "】");
    }


    @RabbitListener(bindings = @QueueBinding(
            value = @Queue(name = "direct.queue2"),
            exchange = @Exchange(name = "chenss.direct", type = ExchangeTypes.DIRECT),//声明类型
            key = {"jpg","cd4"}//声明routingKey
    ))
    public void listenDirectQueue2(String message){
        System.out.println("消费者接收到direct.queue2的消息：【" + message + "】");
    }

2.4.2.生产者

    @Test
    public void testSendDirectExchange() {
        // 交换机名称
        String exchangeName = "chenss.direct";
        // 消息
        String message = "队列12都收到";
        String msg1 = "队列1收到";
        String msg2 = "队列2收到";
        // 发送消息
        rabbitTemplate.convertAndSend(exchangeName, "jpg", message);//发送消息时，指定routingKey
        rabbitTemplate.convertAndSend(exchangeName, "png", msg1);//发送消息时，指定routingKey
        rabbitTemplate.convertAndSend(exchangeName, "cd4", msg2);//发送消息时，指定routingKey
    }

因为发送消息时，给定的routingKey不同，会根据队列绑定的routingKey发送到不同的队列上

运行截图如下：

2.4.3.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

2.6.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

2.6.1.声明交换机与队列（消费者）

@RabbitListener(bindings = @QueueBinding(
        value = @Queue(name = "topic.queue1"),
        exchange = @Exchange(name = "chenss.topic", type = ExchangeTypes.TOPIC),//声明交换机类型
        key = "chenss.#"
))
public void listenTopicQueue1(String message) {
   log.info("消费者接收到topic.queue1的消息：【" + message + "】");
}


@RabbitListener(bindings = @QueueBinding(
        value = @Queue(name = "topic.queue2"),
        exchange = @Exchange(name = "chenss.topic", type = ExchangeTypes.TOPIC),//声明交换机类型
        key = "chenss.*"
))
public void listenTopicQueue2(String message) {
    log.info("消费者接收到topic.queue2的消息：【" + message + "】");
}

2.6.2.生产者

我们用routingKey的不同来看发送到队列的区别。

@Test
public void testTopicQueue() {
    // 交换机名称
    String exchangeName = "chenss.topic";
    // 消息
    rabbitTemplate.convertAndSend(exchangeName, "chenss.one", "hello, chenss.one");
    rabbitTemplate.convertAndSend(exchangeName, "chenss.one", "hello, chenss.one.two");
}

3.6.3.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.消息转换器

3.1.默认转换器

Spring会把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。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（在mq的管理后台上，查看消息的时候，是我们看不懂的编码）

3.2.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。

3.2.1.（1）在publisher和consumer两个服务中都引入依赖：

<dependency>
    <groupId>com.fasterxml.jackson.dataformatgroupId>
    <artifactId>jackson-dataformat-xmlartifactId>
    <version>2.9.10version>
dependency>

3.2.2.（2）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();
}

4.后续

后续关于RMQ的更进阶的，比如保证消息的可靠，死信交换机，MQ集群等。会在之后的文章中写道。