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。
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。
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
异步调用则可以避免上述问题:
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MQ技术。
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:
- ActiveMQ
- RabbitMQ
- RocketMQ
- Kafka
几种常见MQ的对比:
RabbitMQ ActiveMQ RocketMQ Kafka 公司/社区 Rabbit Apache 阿里 Apache 开发语言 Erlang Java Java Scala&Java 协议支持 AMQP,XMPP,SMTP,STOMP OpenWire,STOMP,REST,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、Kafka
Docker 分为 CE 和 EE 两大版本。CE 即社区版(免费,支持周期 7 个月),EE 即企业版,强调安全,付费使用,支持周期 24 个月。
Docker CE 分为
stable
test
和nightly
三个更新频道。官方网站上有各种环境下的 安装指南,这里主要介绍 Docker CE 在 CentOS上的安装。
Docker CE 支持 64 位版本 CentOS 7,并且要求内核版本不低于 3.10, CentOS 7 满足最低内核的要求,所以在CentOS 7安装Docker。
卸载(可选)
如果之前安装过旧版本的Docker,可以使用下面命令卸载:
yum remove docker \ docker-client \ docker-client-latest \ docker-common \ docker-latest \ docker-latest-logrotate \ docker-logrotate \ docker-selinux \ docker-engine-selinux \ docker-engine \ docker-ce
安装docker
首先需要大家虚拟机联网,安装yum工具
yum install -y yum-utils \ device-mapper-persistent-data \ lvm2 --skip-broken
然后更新本地镜像源:
# 设置docker镜像源 yum-config-manager \ --add-repo \ https://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo sed -i 's/download.docker.com/mirrors.aliyun.com\/docker-ce/g' /etc/yum.repos.d/docker-ce.repo yum makecache fast
然后输入命令:
yum install -y docker-ce
docker-ce为社区免费版本。稍等片刻,docker即可安装成功。
启动docker
Docker应用需要用到各种端口,逐一去修改防火墙设置。非常麻烦,因此建议大家直接关闭防火墙!
启动docker前,一定要关闭防火墙后!!!
# 关闭 systemctl stop firewalld # 禁止开机启动防火墙 systemctl disable firewalld
通过命令启动docker:
systemctl start docker # 启动docker服务 systemctl stop docker # 停止docker服务 systemctl restart docker # 重启docker服务
然后输入命令,可以查看docker版本:
docker -v
配置镜像加速
docker官方镜像仓库网速较差,需要设置国内镜像服务:
参考阿里云的镜像加速文档:https://cr.console.aliyun.com/cn-hangzhou/instances/mirrors
在Centos7虚拟机中使用Docker来安装。
- 下载镜像
方式一:在线拉取
docker pull rabbitmq:3.8-management
方式二:从本地加载
上传到虚拟机中后,使用命令加载镜像即可:
docker load -i mq.tar
- 安装MQ
执行下面的命令来运行MQ容器:
docker run \ -e RABBITMQ_DEFAULT_USER=itcast \ -e RABBITMQ_DEFAULT_PASS=123321 \ -v mq-plugins:/plugins \ --name mq \ --hostname mq \ -p 15672:15672 \ -p 5672:5672 \ -d \ rabbitmq:3.8-management
执行
docker ps -a
查看MQ的状态status为up表示启动成功
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
包括三部分:
- mq-demo:父工程,管理项目依赖
- publisher:消息的发送者
- consumer:消息的消费者
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queue
- queue: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
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:
package cn.yishooo.mq.helloworld; 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(); } }
代码思路:
- 建立连接
- 创建Channel
- 声明队列
- 订阅消息
代码实现:
package cn.yishooo.mq.helloworld; 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。。。。"); } }
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
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的官方地址:https://spring.io/projects/spring-amqp
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
在父工程mq-demo中引入依赖
<dependency> <groupId>org.springframework.bootgroupId> <artifactId>spring-boot-starter-amqpartifactId> dependency>
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: yishooo # 用户名 password: 123456 # 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:
package cn.yishooo.mq.spring; import org.junit.Test; import org.junit.jupiter.api.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; /** * 如果测试的时候,Test注解是老版本的 * org.junit.Test -> @RunWith(SpringJUnit4ClassRunner.class) 测试类上一定要添加该注解才可以运行 * 如果Test注解导入的是新版的(org.junit.jupiter.api.Test),则不用 */ //@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); } }
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: yishooo # 用户名 password: 123456 # 密码
然后在consumer服务的
cn.yishooo.mq.listener
包中新建一个类SpringRabbitListener,代码如下:package cn.yishooo.mq.listener; 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 + "】"); } }
启动consumer服务,然后在publisher服务中运行测试代码,发送MQ消息
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。
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。
这次循环发送,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); } }
要模拟多个消费者绑定同一个队列,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毫秒,模拟任务耗时。
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。
在spring中有一个简单的配置,可以解决这个问题。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
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
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exchange(交换机)
- Exchange:交换机,图中的exchange。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!
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
计划是这样的:
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:
package cn.yishooo.mq.config; 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("yishoooc.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); } }
在publisher服务的SpringAmqpTest类中添加测试方法:
@Test public void testFanoutExchange() { // 队列名称 String exchangeName = "yishooo.fanout"; // 消息 String message = "hello, everyone!"; rabbitTemplate.convertAndSend(exchangeName, "", message); }
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 + "】"); }
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
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,才会接收到消息案例需求如下:
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 = "yishooo.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 = "yishooo.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 + "】"); }
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 = "yishooo.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); }
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
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
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.weather- Queue2: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.news案例需求:
实现思路如下:
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 = "yishooo.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); }
在consumer服务的SpringRabbitListener中添加方法:
@RabbitListener(bindings = @QueueBinding( value = @Queue(name = "topic.queue1"), exchange = @Exchange(name = "yishooo.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 = "yishooo.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 + "】"); }
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
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
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 Map<String,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
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> <groupId>com.fasterxml.jackson.dataformatgroupId> <artifactId>jackson-dataformat-xmlartifactId> <version>2.9.10version> dependency>
配置消息转换器。
在publisher和consumer的启动类中添加一个Bean即可:
@Bean public MessageConverter jsonMessageConverter(){ return new Jackson2JsonMessageConverter(); }