十次方社交系统 第5章-消息中间件RabbitMQ

学习目标：

能够说出消息队列的应用场景以及RabbitMQ的主要概念
完成RabbitMQ安装以及RabbitMQ三种模式的入门案例
完成用户注册，能够将消息发送给RabbitMQ
完成短信微服务，能够接收消息并调用阿里云通信完成短信发送

1RabbitMQ简介

1.1消息队列中间件简介

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] 使用较多的消息队列有ActiveMQ，RabbitMQ，ZeroMQ，Kafka，MetaMQ，RocketMQ
以下介绍消息队列在实际应用中常用的使用场景：异步处理，应用解耦，流量削锋和消 息通讯四个场景

1.2什么是RabbitMQ

RabbitMQ 是一个由 Erlang 语言开发的 AMQP 的开源实现。
AMQP ：Advanced Message Queue，高级消息队列协议。它是应用层协议的一个开放标准，为面向消息的中间件设计，基于此协议的客户端与消息中间件可传递消息，并不 受产品、开发语言等条件的限制。
RabbitMQ 最初起源于金融系统，用于在分布式系统中存储转发消息，在易用性、扩展性、高可用性等方面表现不俗。具体特点包括：
1.可靠性（Reliability）
RabbitMQ 使用一些机制来保证可靠性，如持久化、传输确认、发布确认。
2.灵活的路由（Flexible Routing）
在消息进入队列之前，通过 Exchange 来路由消息的。对于典型的路由功能，RabbitMQ 已经提供了一些内置的 Exchange 来实现。针对更复杂的路由功能，可以将多个Exchange 绑定在一起，也通过插件机制实现自己的 Exchange 。
3.消息集群（Clustering）
多个 RabbitMQ 服务器可以组成一个集群，形成一个逻辑 Broker 。
4.高可用（Highly Available Queues）
队列可以在集群中的机器上进行镜像，使得在部分节点出问题的情况下队列仍然可用。
5.多种协议（Multi-protocol）
RabbitMQ 支持多种消息队列协议，比如 STOMP、MQTT 等等。
6.多语言客户端（Many Clients）
RabbitMQ 几乎支持所有常用语言，比如 Java、.NET、Ruby 等等。
7.管理界面（Management UI）
RabbitMQ 提供了一个易用的用户界面，使得用户可以监控和管理消息 Broker 的许多方面。
8.跟踪机制（Tracing）
如果消息异常，RabbitMQ 提供了消息跟踪机制，使用者可以找出发生了什么。
9.插件机制（Plugin System）
RabbitMQ 提供了许多插件，来从多方面进行扩展，也可以编写自己的插件。

1.3架构图与主要概念

1.3.1架构图

1.3.2主要概念
RabbitMQ Server： 也叫broker server，它是一种传输服务。 他的角色就是维护一条从Producer到Consumer的路线，保证数据能够按照指定的方式进行传输。
Producer： 消息生产者，如图A、B、C，数据的发送方。消息生产者连接RabbitMQ服务器然后将消息投递到Exchange。
Consumer：消息消费者，如图1、2、3，数据的接收方。消息消费者订阅队列， RabbitMQ将Queue中的消息发送到消息消费者。
Exchange：生产者将消息发送到Exchange（交换器），由Exchange将消息路由到一个 或多个Queue中（或者丢弃）。Exchange并不存储消息。RabbitMQ中的Exchange有direct、fanout、topic、headers四种类型，每种类型对应不同的路由规则。
Queue：（队列）是RabbitMQ的内部对象，用于存储消息。消息消费者就是通过订阅 队列来获取消息的，RabbitMQ中的消息都只能存储在Queue中，生产者生产消息并最终投递到Queue中，消费者可以从Queue中获取消息并消费。多个消费者可以订阅同一个Queue，这时Queue中的消息会被平均分摊给多个消费者进行处理，而不是每个消费者都收到所有的消息并处理。
RoutingKey：生产者在将消息发送给Exchange的时候，一般会指定一个routing key， 来指定这个消息的路由规则，而这个routing key需要与Exchange Type及binding key联合使用才能最终生效。在Exchange Type与binding key固定的情况下（在正常使用时一般这些内容都是固定配置好的），我们的生产者就可以在发送消息给Exchange时，通过指定routing key来决定消息流向哪里。RabbitMQ为routing key设定的长度限制为255 bytes。
Connection： （连接）：Producer和Consumer都是通过TCP连接到RabbitMQ Server
的。以后我们可以看到，程序的起始处就是建立这个TCP连接。
Channels： （信道）：它建立在上述的TCP连接中。数据流动都是在Channel中进行的。也就是说，一般情况是程序起始建立TCP连接，第二步就是建立这个Channel。
VirtualHost：权限控制的基本单位，一个VirtualHost里面有若干Exchange和MessageQueue，以及指定被哪些user使用

2走进RabbitMQ

2.1RabbitMQ安装与启动

2.1.1windows环境下的安装
（1）下载并安装 Eralng
配套软件中已提供otp_win64_20.2.exe （以管理员身份运行安装）
（2）下载并安装rabbitmq
配套软件中已提供rabbitmq-server-3.7.4.exe。双击安装，注意不要安装在包含中文和 空格的目录下！安装后window服务中就存在rabbitMQ了，并且是启动状态。
（3）安装管理界面（插件）
进入rabbitMQ安装目录的sbin目录，输入命令

rabbitmq‐plugins enable rabbitmq_management

（4）重新启动服务
（5）打开浏览器，地址栏输入http://127.0.0.1:15672 ,即可看到管理界面的登陆页

输入用户名和密码，都为guest 进入主界面：

最上侧的导航以此是：概览、连接、信道、交换器、队列、用户管理

2.1.2docker环境下的安装
（1）下载镜像：（此步省略）

docker pull rabbitmq:management

（2）创建容器，rabbitmq需要有映射以下端口: 5671 5672 4369 15671 15672
25672
15672 (if management plugin is enabled) 15671 management监听端口
5672, 5671 (AMQP 0-9-1 without and with TLS) 4369 (epmd) epmd 代表 Erlang 端口映射守护进程25672 (Erlang distribution)

docker run ‐di ‐‐name=tensquare_rabbitmq ‐p 5671:5617 ‐p 5672:5672 ‐p 4369:4369 ‐p 15671:15671 ‐p 15672:15672 ‐p 25672:25672 rabbitmq:management

浏览器访问 http://192.168.184.134:15672/#/

2.2直接模式（Direct）

2.2.1什么是Direct模式
我们需要将消息发给唯一一个节点时使用这种模式，这是最简单的一种形式。

任何发送到Direct Exchange的消息都会被转发到RouteKey中指定的Queue。
1.一般情况可以使用rabbitMQ自带的Exchange：”"(该Exchange的名字为空字符串，下文称其为default Exchange)。
2.这种模式下不需要将Exchange进行任何绑定(binding)操作
3.消息传递时需要一个“RouteKey”，可以简单的理解为要发送到的队列名字。
4.如果vhost中不存在RouteKey中指定的队列名，则该消息会被抛弃。

2.2.2创建队列
做下面的例子前，我们先建立一个叫itcast的队列。

Durability：是否做持久化 Durable（持久） transient（临时） Auto delete : 是否自动删除
2.2.3代码实现-消息生产者
（1）创建工程rabbitmq_demo，引入amqp起步依赖 ，pom.xml如下：

org.springframework.boot
spring‐boot‐starter‐parent
2.0.1.RELEASE



UTF‐ 8
UTF‐ 8
1.8




org.springframework.boot
spring‐boot‐starter‐amqp


org.springframework.boot
spring‐boot‐starter‐test
test

（2）编写配置文件application.yml

spring: rabbitmq:
host: 192.168.184.134

（3）编写启动类

@SpringBootApplication public class Application {
public static void main(String[] args) { 
SpringApplication.run(Application.class);
}
}

（4）编写测试类

@RunWith(SpringRunner.class)
@SpringBootTest(classes=Application.class) 
public class MqTest {
@Autowired
private RabbitTemplate rabbitTemplate;
@Test
public void testSend(){ rabbitTemplate.convertAndSend("itcast","我要红包");
}
}

运行测试方法

2.2.4代码实现-消息消费者
（1）编写消息消费者类

@Component
@RabbitListener(queues="itcast" )
 public class Customer1 {

@RabbitHandler
public void showMessage(String message){ 
System.out.println("itcast接收到消息："+message);
}
}

（2）运行启动类，可以在控制台看到刚才发送的消息
2.2.5测试
开启多个消费者工程，测试运行消息生产者工程，会发现只有一个消费者工程可以接收 到消息。
如何在IDEA中多次启动同一个程序呢？
（1）选择IDEA右上角的类名称按钮

（2）选择Edit Configurations

（3）在弹出窗口中取消单例模式 ，点击OK

（4）每次运行前修改application.yml，指定不同的端口

server: port: 9202

运行后在控制台可以看到多个窗口

2.3分列模式（Fanout）

2.3.1什么是分列（Fanout）模式
当我们需要将消息一次发给多个队列时，需要使用这种模式。如下图：

任何发送到Fanout Exchange的消息都会被转发到与该Exchange绑定(Binding)的所有Queue上。
1.可以理解为路由表的模式
2.这种模式不需要RouteKey
3.这种模式需要提前将Exchange与Queue进行绑定，一个Exchange可以绑定多个Queue，一个Queue可以同多个Exchange进行绑定。
4.如果接受到消息的Exchange没有与任何Queue绑定，则消息会被抛弃。

2.3.2交换器绑定队列
（1）在queue中添加队列itheima 和kudingyu
（2）新建交换器chuanzhi

（3）将itcast 和itheima两个队列绑定到交换器chuanzhi

点击chuanzhi进入交换器管理界面

点击Bindings添加绑定 itheima和kudingyu

绑定后效果如下：

2.3.3代码实现-消息生产者

@Test
public void testSendFanout(){
 rabbitTemplate.convertAndSend("chuanzhi","", "分列模式走起");
}

2.3.4代码实现-消息消费者
创建消息监听类，用于监听itheima的消息

@Component @RabbitListener(queues="itheima" ) 
public class Customer2 {
@RabbitHandler
public void showMessage(String message){ 
System.out.println("itheima接收到消息："+message);
}
}

创建消息监听类，用于监听kudingyu的消息

@Component @RabbitListener(queues="kudingyu" ) 
public class Customer3 {
@RabbitHandler
public void showMessage(String message){ 
System.out.println("kudingyu接收到消息："+message);
}
}

2.3.5测试
启动消费者工程，发送消息测试

2.4主题模式（Topic）

2.4.1什么是主题模式
任何发送到Topic Exchange的消息都会被转发到所有关心RouteKey中指定话题的Queue上

如上图所示
此类交换器使得来自不同的源头的消息可以到达一个对列，其实说的更明白一点就是模 糊匹配的意思，例如：上图中红色对列的routekey为usa.#，#代表匹配任意字符，但是 要想消息能到达此对列，usa.必须匹配后面的#好可以随意。图中usa.news usa.weather,都能找到红色队列，符号 # 匹配一个或多个词，符号* 匹配不多不少一个词。因此usa.#能够匹配到usa.news.XXX ， 但是usa.*只会匹配到 usa.XXX 。
交换器说到底是一个名称与队列绑定的列表。当消息发布到交换器时，实际上是由你所 连接的信道，将消息路由键同交换器上绑定的列表进行比较，最后路由消息。
任何发送到Topic Exchange的消息都会被转发到所有关心RouteKey中指定话题的Queue上
1.这种模式较为复杂，简单来说，就是每个队列都有其关心的主题，所有的消息都带有一 个“标题”(RouteKey)，Exchange会将消息转发到所有关注主题能与RouteKey模糊匹配的 队列。
2.这种模式需要RouteKey，也许要提前绑定Exchange与Queue。
3.在进行绑定时，要提供一个该队列关心的主题，如“#.log.#”表示该队列关心所有涉及log的消息(一个RouteKey为”MQ.log.error”的消息会被转发到该队列)。
4.“#”表示0个或若干个关键字，“”表示一个关键字。如“log.”能与“log.warn”匹配，无法 与“log.warn.timeout”匹配；但是“log.#”能与上述两者匹配。
5.同样，如果Exchange没有发现能够与RouteKey匹配的Queue，则会抛弃此消息

2.4.2创建队列与绑定
（1）新建一个交换器 ，类型选择topic

（2）点击新建的交换器topictest

添加匹配规则，添加后列表如下：

2.4.3代码实现
编写测试类方法：

@Test
public void testSendTopic1(){ 
rabbitTemplate.convertAndSend("topictest","goods.aaa","主题模式");
}

输出结果：itcast接收到消息：主题模式

@Test
public void testSendTopic2(){
rabbitTemplate.convertAndSend("topictest","article.content.log","主题模
式");
}

输出结果：itheima接收到消息：主题模式

@Test
public void testSendTopic3(){
 rabbitTemplate.convertAndSend("topictest","goods.log","主题模式");
}

输出结果：
itheima接收到消息：主题模式
itcast接收到消息：主题模式
kudingyu接收到消息：主题模式

3用户微服务-用户注册

3.1需求分析

注册账号，用手机号注册，填写后发送短信验证码，填写短信验证码正确方可注册成功。

我们这里所做的实际上就是消息生产者。

3.2代码生成

（1）使用代码生成器生成用户微服务代码 tensquare_user
（2）拷贝到当前工程，并在父工程引入。
（3）修改Application类名称为UserApplication
（4）修改application.yml 中的端口为9008 ,url 为

jdbc:mysql://192.168.184.134:3306/tensquare_user?characterEncoding=UTF8

（5）进行浏览器测试

3.3发送短信验证码

实现思路： 在用户微服务编写API ,生成手机验证码，存入Redis并发送到RabbitMQ

3.3.1准备工作
（1）因为要用到缓存和消息队列，所以在用户微服务（tensquare_user）引入依赖
redis和amqp的起步依赖。

org.springframework.boot
spring‐boot‐starter‐data‐redis


org.springframework.boot
spring‐boot‐starter‐amqp

（2）修改application.yml ,在spring 节点下添加配置

redis:
host: 192.168.184.134
rabbitmq:
host: 192.168.184.134

3.3.2代码实现
（1）在UserService中新增方法，用于发送短信验证码

@Autowired
private RedisTemplate redisTemplate;

@Autowired
private RabbitTemplate rabbitTemplate;

/**
*发送短信验证码
*@param mobile 手机号
*/
public void sendSms(String mobile){
//1.生成6位短信验证码
Random random=new Random();
 int max=999999;//最大数
int min=100000;//最小数
int code = random.nextInt(max);//随机生成if(code map=new HashMap();
 map.put("mobile",mobile); map.put("code",code+""); 
 rabbitTemplate.convertAndSend("sms",map);
}

（2）UserController新增方法

/**
*发送短信验证码
*@param mobile
*/ @RequestMapping(value="/sendsms/{mobile}",method=RequestMethod.POST) 
public Result sendsms(@PathVariable String mobile ){
userService.sendSms(mobile);
return new Result(true,StatusCode.OK,"发送成功");
}

（3）启动微服务，在rabbitMQ中创建名为sms的队列，测试API

3.3 用户注册

（1）UserService增加方法

/**
*增加
*@param user 用户
*@param code 用户填写的验证码
*/
public void add(User user,String code) {
//判断验证码是否正确String syscode =
(String)redisTemplate.opsForValue().get("smscode_" + user.getMobile());
//提取系统正确的验证码
if(syscode==null){
throw new RuntimeException("请点击获取短信验证码");
}
if(!syscode.equals(code)){
throw new RuntimeException("验证码输入不正确");
}
user.setId( idWorker.nextId()+"" );
user.setFollowcount(0);//关注数
user.setFanscount(0);//粉丝数
user.setOnline(0L);//在线时长
user.setRegdate(new Date());//注册日期
user.setUpdatedate(new Date());//更新日期
user.setLastdate(new Date());//最后登陆日期

userDao.save(user);
}

（2）UserController增加方法

/**
*用户注册
*@param user
*/ @RequestMapping(value="/register/{code}",method=RequestMethod.POST) 
public Result register( @RequestBody User user	,@PathVariable String
code){
userService.add(user,code);
return new Result(true,StatusCode.OK,"注册成功");

}

（3）测试

4短信微服务

4.1需求分析

开发短信发送微服务，从rabbitMQ中提取消息，调用阿里大于短信接口实现短信发送 。（关于短信阿里大于，我们在前面的电商项目中已经讲解过，故账号申请等环节略过）
我们这里实际做的就是消息的消费者.

4.2提取队列中的消息

4.2.1工程搭建
（1）创建工程模块：tensquare_sms，pom.xml引入依赖

org.springframework.boot
spring‐boot‐starter‐amqp

（2）创建application.yml

server: port: 9009
spring: application:
name: tensquare‐sms #指定服务名
rabbitmq:
host: 192.168.184.134

（3）com.tensquare.sms 包下创建启动类

@SpringBootApplication  public class SmsApplication {
public static void main(String[] args) { 
SpringApplication.run(SmsApplication.class, args);
}
}

4.2.2消息监听类
（1）创建短信监听类，获取手机号和验证码

/**
* 短信监听类
*/ @Component
@RabbitListener(queues = "sms")
public class SmsListener {
/**
*发送短信
*@param message
*/ @RabbitHandler
public void sendSms(Map message){
 System.out.println("手机号："+message.get("mobile")); System.out.println("验证码："+message.get("code"));
}
}

（2）运行SmsApplication类，控制台显示手机号和验证码

4.3发送短信(阿里云通信)

4.3.1阿里云通信简介
阿里云通信（原名–阿里大于）是 阿里云旗下产品，融合了三大运营商的通信能力，通过将传统通信业务和能力与互联网相结合，创新融合阿里巴巴生态内容，全力为 中小企业和开发者提供优质服务阿里大于提供包括短信、语音、流量直充、私密专线、 店铺手机号等个性化服务。通过阿里大于打通三大运营商通信能力，全面融合阿里巴巴 生态，以开放 API 及 SDK 的方式向开发者提供通信和数据服务，更好地支撑企业业务发展和创新服务。

4.3.2准备工作
（1）在阿里云官网 www.alidayu.com 注册账号
（2）手机下载”阿里云“APP，完成实名认证
（3）登陆阿里云，产品中选择”短信服务“
（4）申请签名
（5）申请模板
（6）创建 accessKey （注意保密！）
（7）充值 （没必要充太多，1至2元足矣，土豪请随意~）

4.3.3代码编写
创建工程模块tensquare_sms，pom.xml引入依赖

com.aliyun
aliyun‐java‐sdk‐dysmsapi
1.0.0‐SNAPSHOT


com.aliyun
aliyun‐java‐sdk‐core
3.2.5

（2）修改application.yml ，增加配置

aliyun: sms:
accessKeyId: 不告诉你
accessKeySecret: 不告诉你
template_code: SMS_85735065
 sign_name: 黑马

（3）创建短信工具类SmsUtil （资源已提供，直接拷贝即可）

package com.tensquare.sms;
import com.aliyuncs.DefaultAcsClient; import com.aliyuncs.IAcsClient;
import com.aliyuncs.dysmsapi.model.v20170525.QuerySendDetailsRequest; import com.aliyuncs.dysmsapi.model.v20170525.QuerySendDetailsResponse;
 import com.aliyuncs.dysmsapi.model.v20170525.SendSmsRequest;
import com.aliyuncs.dysmsapi.model.v20170525.SendSmsResponse; 
import com.aliyuncs.exceptions.ClientException;
import com.aliyuncs.profile.DefaultProfile; 
import com.aliyuncs.profile.IClientProfile;
 import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Date;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
 import org.springframework.core.env.Environment;
import org.springframework.stereotype.Component;
/**
*短信工具类
*@author Administrator
*
*/ @Component
public class SmsUtil {

//产品名称:云通信短信API产品,开发者无需替换static final String product = "Dysmsapi";
//产品域名,开发者无需替换
static final String domain = "dysmsapi.aliyuncs.com";

@Autowired
private Environment env;

// TODO 此处需要替换成开发者自己的AK(在阿里云访问控制台寻找)

/**
*发送短信
*@param mobile 手机号
*@param template_code 模板号
*@param sign_name 签名
*@param param 参数

*@return
*@throws ClientException
*/
public SendSmsResponse sendSms(String mobile,String template_code,String sign_name,String param) throws ClientException {
String accessKeyId =env.getProperty("aliyun.sms.accessKeyId"); String accessKeySecret =
env.getProperty("aliyun.sms.accessKeySecret");
//可自助调整超时时间System.setProperty("sun.net.client.defaultConnectTimeout",
"10000");
System.setProperty("sun.net.client.defaultReadTimeout", "10000");
//初始化acsClient,暂不支持region化
IClientProfile profile = DefaultProfile.getProfile("cn‐hangzhou", accessKeyId, accessKeySecret);
DefaultProfile.addEndpoint("cn‐hangzhou", "cn‐hangzhou", product, domain);
IAcsClient acsClient = new DefaultAcsClient(profile);
//组装请求对象‐具体描述见控制台‐文档部分内容SendSmsRequest request = new SendSmsRequest();
//必填:待发送手机号request.setPhoneNumbers(mobile);
//必填:短信签名‐可在短信控制台中找到request.setSignName(sign_name);
//必填:短信模板‐可在短信控制台中找到request.setTemplateCode(template_code);
//可选:模板中的变量替换JSON串,如模板内容为"亲爱的${name},您的验证码为
${code}"时,此处的值为
request.setTemplateParam(param);
//选填‐上行短信扩展码(无特殊需求用户请忽略此字段)
//request.setSmsUpExtendCode("90997");
//可选:outId为提供给业务方扩展字段,最终在短信回执消息中将此值带回给调用
者
request.setOutId("yourOutId");
//hint 此处可能会抛出异常，注意catch SendSmsResponse sendSmsResponse =
acsClient.getAcsResponse(request); return sendSmsResponse;
}



public	QuerySendDetailsResponse querySendDetails(String
mobile,String bizId) throws ClientException {
String accessKeyId =env.getProperty("accessKeyId");
String accessKeySecret = env.getProperty("accessKeySecret");
//可自助调整超时时间System.setProperty("sun.net.client.defaultConnectTimeout",
"10000");
System.setProperty("sun.net.client.defaultReadTimeout", "10000");
//初始化acsClient,暂不支持region化
IClientProfile profile = DefaultProfile.getProfile("cn‐hangzhou", accessKeyId, accessKeySecret);
DefaultProfile.addEndpoint("cn‐hangzhou", "cn‐hangzhou", product, domain);
IAcsClient acsClient = new DefaultAcsClient(profile);
//组装请求对象
QuerySendDetailsRequest request = new QuerySendDetailsRequest();
//必填‐号码request.setPhoneNumber(mobile);
//可选‐流水号request.setBizId(bizId);
//必填‐发送日期 支持30天内记录查询，格式yyyyMMdd SimpleDateFormat ft = new SimpleDateFormat("yyyyMMdd"); request.setSendDate(ft.format(new Date()));
//必填‐页大小request.setPageSize(10L);
//必填‐当前页码从1开始计数request.setCurrentPage(1L);
//hint 此 处 可 能 会 抛 出 异 常 ， 注 意 catch QuerySendDetailsResponse querySendDetailsResponse =
acsClient.getAcsResponse(request); return querySendDetailsResponse;
}
}

（4）修改消息监听类，完成短信发送

/**
* 短信监听类
*/ @Component
@RabbitListener(queues = "sms")
 public class SmsListener {

@Autowired
private	SmsUtil smsUtil;

@Value("${aliyun.sms.template_code}")
 private String template_code;//模板编号

@Value("${aliyun.sms.sign_name}") 
private String sign_name;//签名


@RabbitHandler
public void sendSms(Map map){
 System.out.println("手机号："+map.get("mobile")); 
 System.out.println("验证码："+map.get("code")); try {
smsUtil.sendSms(map.get("mobile"),template_code,sign_name,"
{\"number\":\""+ map.get("code") +"\"}");
} catch (ClientException e) { e.printStackTrace();
}
}


}

面试问题总结

项目中哪部分业务用到消息队列
用户注册发送短信验证码

项目中使用哪种消息队列？
rabbitMQ
RabbitMQ 有哪几种发送模式
直接模式 分列模式 主题模式 headers
项目中如何发送短信
阿里云通信（阿里大于）