SpringCloud学习路线（9）——服务异步通讯RabbitMQ
一、初见MQ
（一）什么是MQ？
MQ（MessageQueue），意思是消息队列，也就是事件驱动架构中的Broker。
（二）同步调用
1、概念： 同步调用是指，某一服务需要多个服务共同参与，但多个服务之间有一定的执行顺序，当每一个服务都需要等待前面一个服务完成才能继续执行。
2、存在的问题
- 耦合度高： 新需求需要改动原代码
- 性能下降： 调用者需要等待服务提供者相应，如果调用链过长则响应时间等于每次调用的时间之和。
- 资源浪费： 调用链的每个服务在等待响应过程中，不会释放请求资源，高并发场景下会浪费系统资源。
- 级联失败： 若服务提供者出现宕机，所有调用者都会因故障而导致整个服务集群故障。
（三）异步调用
1、实现模式： 异步调用常见实现的就是事件驱动模式。
2、事件驱动的优势
- 服务解耦： 只需要将请求交付给事件管理器进行管理即可完成服务。
- 性能提升： 与客户交互的服务短时间就能完成，并不需要等待后续服务完成。
- 服务弱依赖： 其它服务宕机不影响服务集群的使用
- 流量缓冲： 事件管理器通过任务队列的方式，使得订阅的服务按照自身速度进行执行。
3、事件驱动的缺点
- 高度依赖Broker的可靠性、安全性、吞吐能力
- 架构复杂时，业务没有明显的流程线，不便于跟踪管理
（四）MQ常见框架
| RabbitMQ（中小企业） | ActiveMQ | RocketMQ（大型企业） | Kafka | |
|---|---|---|---|---|
| 公司/社区 | Rabbit | Apache | Alibaba | Apache |
| 开发语言 | Erlang | Java | Java | 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 | 极高 |
| 消息延迟 | 微妙级 | 毫秒级 | 毫秒级 | 毫秒以内 |
| 消息可靠 | 高 | 一般 | 高 | 一般 |
二、使用MQ
（一）RabbitMQ概述
RqbbitMQ是基于Erlang语言开发的开源消息通讯中间件，官方地址：https://rabbitmq.com/
（二）安装MQ
docker pull rabbitmq:3-management
（三）运行RabbitMQ
#配置 MQ的用户名和密码，容器名和主机名，端口，镜像名 ，注意：15672端口是MQ的控制台访问端口，5672是对外暴露的消息通信端口
docker run -e RABBITMQ_DEFAULT_USER=xxx -e RABBITMQ_DEFAULT_PASS=xxxx --name mq --hostname mq1 -p 15672:15672 -p 5672:5672 -d rabbitmq:3-management
访问MQ的控制台
（4）RabbitMQ的整体结构
（5）RabbitMQ中的几个概念
- channel： 操作MQ的工具
- exchange： 路由消息到队列
- queue： 缓存消息
- Virtual Host： 虚拟主机，是对queue，exchange等资源进行逻辑分组
（6）常见的MQ模型
- 基本消息队列（BasicQueue）： Publisher —1:1— Queue —1:1— Customer
- 工作消息队列（WorkQueue）： Publisher —1:1— Queue —1:n— Customer
- 发布/订阅（Publish、Subscribe）： 根据交换机类型又有三种模型
- Fanout Exchange： 广播，Publisher—1:1—Exchange—1:n—Queue—1:1—Customer
- Direct Exchange： 路由，Publisher—1:1—Exchange—1:n—Queue—1:1—Customer
- Topic Exchange： 主题，
- RPC
- 发布者确认
第一种：基本消息队列的基本使用
包含三种角色：publisher、queue、consumer
- publisher： 消费发布者，将消息发布到队列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
收发消息的过程： 获取连接 》 建立通信通道 》 创建消息队列 》 收发消息 》 释放资源
1、publisher和consumer引入依赖
<dependency>
<groupId>com.rabbitmqgroupId>
<artifactId>amqp-clientartifactId>
dependency>
2、Publisher创建发送消息通道
@SpringBootTest
class PublisherApplicationTests {
@Test
void testSendMessage() throws IOException, TimeoutException {
// 1、建立连接
ConnectionFactory connectionFactory = new ConnectionFactory();
// 2、设置连接参数
connectionFactory.setHost("192.168.92.131");
connectionFactory.setPort(5672);
connectionFactory.setVirtualHost("/");
connectionFactory.setUsername("root");
connectionFactory.setPassword("root");
// 3、建立连接
Connection connection = connectionFactory.newConnection();
// 4、建立通信通道Channel
Channel channel = connection.createChannel();
// 5、创建队列
String queueName = "simple.queue";
channel.queueDeclare(queueName,false,false,false,null);
// 6、发送信息
String message = "hello，rabbitmq!";
channel.basicPublish("",queueName,null,message.getBytes(StandardCharsets.UTF_8));
System.out.println("发送消息成功：【"+message+"】");
// 7、关闭通道和连接
channel.close();
connection.close();
}
}
2、Consumer创建订阅通道
class ConsumerApplicationTests {
public static void main(String[] args) throws IOException, TimeoutException {
// 1、建立连接
ConnectionFactory connectionFactory = new ConnectionFactory();
// 2、设置连接参数
connectionFactory.setHost("192.168.92.131");
connectionFactory.setPort(5672);
connectionFactory.setVirtualHost("/");
connectionFactory.setUsername("root");
connectionFactory.setPassword("root");
// 3、建立连接
Connection connection = connectionFactory.newConnection();
// 4、建立通信通道Channel
Channel channel = connection.createChannel();
// 5、创建队列
String queueName = "simple.queue";
channel.queueDeclare(queueName,false,false,false,null);
// 6、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 {
// 7、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....");
}
}
第二种：Work Queue 工作队列
与基本队列的区别在于，它能使用多个订阅队列进行高效的处理请求。（因为一个订阅队列的处理速度是有限的）
使用过程与基本队列几乎一致，只是开启了多个订阅队列。
在使用过程中我们会发现，多个订阅队列对任务的分配是平均的，这就是预取机制。
我们需要的是快速处理的订阅队列获取更多的请求，慢速处理的订阅队列获取少量的请求，它如何实现呢？
通过修改配置文件，设置一个 preFetch 值。
spring:
rabbitmq:
host: 192.168.92.131 #IP
port: 5672 #端口
virtual-host: / #虚拟主机
username: root #用户名
password: root #密码
listener:
simple:
prefetch: 1 # 每次取 1 个请求，处理完才能取下一个。
第三种：FanoutQueue 广播消息队列
SpringAMQP提供声明交换机、队列、绑定关系的API
主要使用的是Exchange.FanoutExchange类。
实现思路：
1、在consumer服务，声明队列，交换机，并将两者绑定。
@Configuration
public class FanoutConfig{
//交换机
@Bean
public FanoutExchange fanoutExchange(){
return new FanoutExchange("com.fanout");
}
//队列
@Bean
public Queue fanoutQueue1(){
return new Queue("com.queue1");
}
//绑定关系
@Bean
public Binding bindingQueue(Queue fanoutQueue1,FanoutExchange fanoutExchange){
return BindingBuilder.bind(fanoutQueue).to(fanoutExchange);
}
//...以相同方式声明第2个队列，并完成绑定
}
2、在consumer服务，编写两个消费者方法，分别监听fanout.queue1和fanout.queue2
@Component
public class SpringRabbitListener {
@RabbitListener(queues = "com.queue1")
public void listenFanoutQueue1(String msg) throws InterruptedException {
//...处理结果
}
@RabbitListener(queues = "com.queue2")
public void listenFanoutQueue2(String msg) throws InterruptedException {
//...处理结果
}
}
3、在publisher编写测试方法，向交换机发送信息
@Test
public void sendFanoutExchange() {
//1、交换机
String exchangeName = "com.fanout";
//2、消息
String message = "Hello Fanout";
//3、发送消息
rabbitTemplate.covertAndSend(exchangeName, "", message);
}
第四种：路由信息队列
路由模式的流程： 即设置密钥的绑定关系，只有携带相应的密钥才能进入相应的队列
- 每一个 Queue 与 Exchange 设置一个 BindingKey
- 发布者发送消息时，需要指定消息的 RoutingKey
- Exchange根据消息路由到 BindingKey 与 RoutingKey 一致的队列
实现思路：
1、利用 @RabbitListener 声明Exchange、Queue、RoutingKey
@RabbitListener(bindings = @QueueBinding(value = @Queue(name = "direct.queue1"), exchange = @Exchange(name = "com.exchange", type = ExcahngeTypes.DIRECT), key = {"red","blue"}))
public void listenRoutingQueue1(String msg) throws InterruptedException {
//...处理结果
}
@RabbitListener(bindings = @QueueBinding(value = @Queue(name = "direct.queue2"), exchange = @Exchange(name = "com.exchange", type = ExcahngeTypes.DIRECT), key = {"red","green"}))
public void listenRoutingQueue2(String msg) throws InterruptedException {
//...处理结果
2、发送消息实现
//指定队列处理
@Test
public void sendRoutingExchange1(){
//交换机，消息
String exchangeName = "com.exchange";
String message = "Hello,RoutingMQ";
//发送消息
rabbitTemplate.covertAndSend(exchangeName, "blue", message);
}
//多队列处理
@Test
public void sendRoutingExchange2(){
//交换机，消息
String exchangeName = "com.exchange";
String message = "Hello,RoutingMQ";
//发送消息
rabbitTemplate.covertAndSend(exchangeName, "red", message);
}
第五种：主题信息队列（通配key）
TopicExchange 与 DirectExchange 的区别： routingkey必须是多个单词的列表，并且以,分割。并且Queue与Exchange指定的BindingKey时可使用通配符：
- **#：**代指 0 / n 个单词
- *： 代指一个单词
实现思路：
1、通过 @RabbitListener 声明Exchange、Queue、RoutingKey
@RabbitListener(bingdings = @QueueBinding(exchange = @Exchange(name = "com.exchange", type = ExchangeTypes.TOPIC), queue = @Queue(name = "com.queue1"), key = {"china.#"}))
public void listenTopicQueue1(String msg) {
//处理代码....
}
@RabbitListener(bingdings = @QueueBinding(exchange = @Exchange(name = "com.exchange", type = ExchangeTypes.TOPIC), queue = @Queue(name = "com.queue2"), key = {"#.news"}))
public void listenTopicQueue2(String msg) {
//处理代码....
}
2、在publisher服务中，向交换机发送消息
@Test
public void sendTopicMessage(){
//交换机，消息
String exchangeName = "com.exchange";
String message = "Hello,Topic";
rabbitTemplate.convertAndSend(exchangeName,"china.call",message);
}
四、SpringAMQP
（一）概念
- AMQP： Advanced Message Queuing Protocol 传递消息队列协议，是用于在应用程序或之间传递业务消息的开放标准。该协议与语言及平台无关，更符合为服务中独立性的要求。
- Spring AMQP： Spring AMQP是基于AMQP协议定义的一套API规范，提供了模板来发送和接收消息。其中 spring-amqp是基础抽象，spring-rabbit是底层的默认实现。
（二）实现基础消息队列
1、引入spring-amqp依赖
<dependency>
<groupId>org.springframework.bootgroupId>
<artifactId>spring-boot-starter-amqpartifactId>
dependency>
2、publisher服务中利用RabbitTemplate发送消息到任务队列
- 配置mq连接信息
spring:
rabbitmq:
host: 192.168.92.131 #IP
port: 5672
virtual-host: /
username: root
password: root
- 编写发送方法
@Autowired
private RabbitTemplate rabbitTemplate;
@Test
public void sendMessage(){
String queueName = "simple.queue";
String message = "Hello World";
rabbitTemplate.convertAndSend(queueName,message);
}
3、在consumer服务中编写消费逻辑，绑定simple.queue队列
- 配置mq连接信息
spring:
rabbitmq:
host: 192.168.92.131 #IP
port: 5672
virtual-host: /
username: root
password: root
- 编写发送方法1
@Autowired
private RabbitTemplate rabbitTemplate;
@Test
public void getMessage(){
String queueName = "simple.queue";
// receive 表示接收方法，接收到的信息会封装到Message，可以看receive的返回值
Message message = rabbitTemplate.receive(queueName);
// Message.getBody 是 byte[]
System.out.println(new String(message.getBody()));
}
- 编写发送方法2
- 创建一个监听类
// 注册成 Bean 对象
@Component
public class SpringRabbitListener {
// 监听器注释，queues = 订阅队列，并将返回值注入参数列表中
@RabbitListener(queues = "simple.queue")
public void ListenSimpleQueueMessage(String msg){
System.out.println("Spring 消费者接收到消息：【" + msg + "】");
}
}
（三）消息转换器
为了让我们能够自由识别consumer发送的消息，则需要使用的是消息转换器。
消息转换器如何使用？
Spring对消息对象的处理是由org.springframework.amqp.support.converter.MessageConverter来处理，默认实现的是SimpleMessageConverter，基于ObjectObjectOutputStream完成序列化。
我们只需要定义一个 MessageConverter 类型的Bean即可，推荐使用JSON序列化
1、publisher引入依赖
<dependency>
<groupId>com.fasterxml.jackson.dataformatgroupId>
<artifactId>jackson-dataformat-xmlartifactId>
<version>2.9.10version>
dependency>
<dependency>
<groupId>com.fasterxml.jackson.coregroupId>
<artifactId>jackson-databindartifactId>
dependency>
2、publisher启动类，声明MessageConverter
@Bean
public MessageConverter jsonMessageConverter(){
return new Jackson2JsonMessageConverter();
}
3、consumer启动类，声明MessageConverter
@Bean
public MessageConverter jsonMessageConverter(){
return new Jackson2JsonMessageConverter();
}
4、监听队列消息
@RabbitListener(queues = "object.queue")
public void listenObjectMessage(Object msg) {
//处理数据....
}