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。
异步通讯:就像发邮件,不需要马上回复。
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。
我们之前学习的Feign调用就属于同步通讯方式,虽然调用可以实时得到结果,但存在下面的问题:
同步调用的优点:
同步调用的缺点:
异步调用则可以避免上述问题:
异步调用常见实现就是事件驱动模式
我们以购买商品为例,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的业务即可。
为了解除事件发布者(publisher)与订阅者(Consumer)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 像一个数据总线,所有的服务要接收数据和发送数据都要发到这个总线上,这个总线就像协议一样,让服务间的通讯变得标准和可控。
事件驱动的优势:
1、优势一:服务解耦
2、优势二:性能提升,吞吐量提高
3、优势三:服务没有强依赖,不担心级联失败问题
4、优势四:流量削峰
异步通信的优点:
异步通信的缺点:
MQ,中文名称是消息队列(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:
几种常见MQ的对比:
RabbitMQ 概述
RabbitMQ是基于 Erlang 语言开发的开源消息通信中间件,官网地址:https://www.rabbitmq.com
以 RabbitMQ 为例,我们在 Centos7 服务器中使用 Docker 来安装
1、在线拉取 RabbitMQ 镜像
docker pull rabbitmq:3-management
2、执行以下命令来运行MQ容器
docker run \
-e RABBITMQ_DEFAULT_USER=admin \
-e RABBITMQ_DEFAULT_PASS=283619 \
--name mq \
--hostname mq1 \
-p 15672:15672 \
-p 5672:5672 \
-d \
rabbitmq:3-management
# 15672是rabbitmq消息管理平台的端口
# 5672是rabbitmq消息通信的端口
启动成功后访问地址:http://服务器ip地址:15672
MQ的基本结构:
RabbitMQ 中的一些角色:
RabbitMQ官方提供了5个不同的Demo示例,对应了不同的消息模型:
Hello World 模型
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:
public class PublisherTest {
@Test
public void testSendMessage() throws IOException, TimeoutException {
// 1.创建连接工厂
ConnectionFactory factory = new ConnectionFactory();
// 1.1 设置连接参数,分别是:主机名、端口号、vhost(虚拟主机)、用户名、密码
factory.setHost("1.117.74.26");
factory.setPort(5672);
factory.setVirtualHost("/");
factory.setUsername("admin");
factory.setPassword("283619");
// 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
// 3.1 队列名称
String queueName = "simple.queue";
// 3.2 声明队列
channel.queueDeclare(queueName, false, false, false, null);
// 4.发送消息
String message = "hello, rabbitmq!";
// 4.1 往队列中发送消息
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();
}
}
public class ConsumerTest {
public static void main(String[] args) throws IOException, TimeoutException {
// 1.创建连接工厂
ConnectionFactory factory = new ConnectionFactory();
// 1.1 设置连接参数,分别是:主机名、端口号、vhost(虚拟主机)、用户名、密码
factory.setHost("1.117.74.26");
factory.setPort(5672);
factory.setVirtualHost("/");
factory.setUsername("admin");
factory.setPassword("283619");
// 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
// 3.1 队列名称
String queueName = "simple.queue";
// 3.2 声明队列
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。。。。");
}
}
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
Spring AMQP 提供了三个功能:
1、在父工程 mq-demo 中引入依赖
<dependency>
<groupId>org.springframework.bootgroupId>
<artifactId>spring-boot-starter-amqpartifactId>
dependency>
1、首先配置MQ地址,在 publisher 服务的application.yml中添加配置:
spring:
rabbitmq:
host: *.*.*.* # rabbitMQ的ip地址
port: 5672 # 端口
username: admin # 用户名
password: 283619 # 密码
virtual-host: / # 虚拟主机
2、然后在 publisher 服务中编写测试类 SpringAmqpTest,并利用RabbitTemplate实现消息发送:
@RunWith(SpringRunner.class)
@SpringBootTest
public class SpringAmqpTest {
@Autowired
private RabbitTemplate rabbitTemplate;
@Test
public void testSendMessage2SimpleQueue() {
// 队列名称
String queueName = "simple.queue";
// 消息
String message = "hello, spring amqp!";
// 发送消息
rabbitTemplate.convertAndSend(queueName, message);
}
}
1、首先配置MQ地址,在 consumer 服务的application.yml中添加配置:
spring:
rabbitmq:
host: *.*.*.* # rabbitMQ的ip地址
port: 5672 # 端口
username: admin # 用户名
password: 283619 # 密码
virtual-host: / # 虚拟主机
2、然后在 consumer 服务中新建一个类 SpringRabbitListener,代码如下:
@Component
public class SpringRabbitListener {
@RabbitListener(queues = "simple.queue") // 指定需要监听的队列名称
public void listenSimpleQueue(String msg) {
System.out.println("消费者接收到simple.queue的消息:【" + msg + "】");
}
}
启动 consumer 服务,消息自动接收到了
注意:消息一旦消费就会从队列中删除,RabbitMQ没有消息回溯功能
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,速度就能大大提高了。
这次我们循环发送,模拟大量消息堆积现象。
/**
* workQueue
* 向队列中不停发送消息,模拟消息堆积。
*/
@Test
public void testSendMessage2WorkQueue() throws InterruptedException {
// 队列名称
String queueName = "simple.queue";
// 消息
String message = "hello, message__";
for (int i = 1; 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,我们在 consumer 服务的 RabbitMQListener 中添加2个新的方法:
/**
* 消费者1每秒钟可以处理50条消息
*
* @param msg
* @throws InterruptedException
*/
@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);
}
/**
* 消费者2每秒钟可以处理5条消息
*
* @param msg
* @throws InterruptedException
*/
@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);
}
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,而消费者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的,并没有考虑到消费者的处理能力。
这是因为 RabbitMQ 默认有一个消息预取机制,显然这不是我们想要的结果,我们需要的是能者多劳嘛,所以去限制每次只能取一条消息,可以解决这个问题。
在 spring 中有一个简单的配置,可以解决这个问题。我们修改 consumer 服务中的 application.yml 文件,添加配置:
spring:
rabbitmq:
host: *.*.*.* # rabbitMQ的ip地址
port: 5672 # 端口
username: admin # 用户名
password: 283619 # 密码
virtual-host: / # 虚拟主机
listener:
simple:
prefetch: 1 # 每次只能获取一条消息,处理完成后才能获取下一条消息
Work模型的使用:
可以看到,在发布/订阅模型中多了一个
exchange
角色,而且过程略有变化:
注意: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,那么消息就会丢失!
Fanout,英文翻译是扇出,在 MQ 中我们也可以称为广播。Fanout Exchange 会将接收到的消息广播到每一个与其绑定的 queue
在广播模式下,消息发送流程是这样的:
实现思路:
1、创建一个交换机 itcast.fanout,类型是Fanout
2、创建两个队列 fanout.queue1 和 fanout.queue2,绑定到交换机 itcast.fanout
3、在 consumer 服务中,编写两个消费者方法,分别监听 fanout.queue1 和 fanout.queue2
4、在 publisher 中编写测试方法,向 itcast.fanout 发送消息
SpringAMQP 提供了声明交换机、队列、绑定关系的API,例如:
在 consumer 服务中创建一个类,声明队列、交换机、绑定对象 Binding
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 itcast.fanout
*
* @return Fanout类型交换机
*/
@Bean
public FanoutExchange fanoutExchange() {
return new FanoutExchange("itcast.fanout");
}
/**
* 第一个队列 fanout.queue1
*
* @return
*/
@Bean
public Queue fanoutQueue1() {
return new Queue("fanout.queue1");
}
/**
* 绑定队列1到交换机
*
* @param fanoutQueue1
* @param fanoutExchange
* @return
*/
@Bean
public Binding fanoutBinding1(Queue fanoutQueue1, FanoutExchange fanoutExchange) {
return BindingBuilder.bind(fanoutQueue1).to(fanoutExchange);
}
/**
* 第二个队列 fanout.queue2
*
* @return
*/
@Bean
public Queue fanoutQueue2() {
return new Queue("fanout.queue2");
}
/**
* 绑定队列2到交换机
*
* @param fanoutQueue2
* @param fanoutExchange
* @return
*/
@Bean
public Binding fanoutBinding2(Queue fanoutQueue2, FanoutExchange fanoutExchange) {
return BindingBuilder.bind(fanoutQueue2).to(fanoutExchange);
}
}
在 publisher 服务的 SpringAmqpTest 类中添加测试方法:
/**
* 向交换机发送消息
*/
@Test
public void testSendFanoutExchange() {
// 交换机名称
String exchangeName = "itcast.fanout";
// 消息
String message = "hello, every one!";
// 发送消息,参数分别是:交互机名称、RoutingKey(暂时为空)、消息
rabbitTemplate.convertAndSend(exchangeName, "", message);
}
在 consumer 服务的 SpringRabbitListener 类中添加两个方法,作为消费者:
@RabbitListener(queues = "fanout.queue1")
public void listenFanoutQueue1(String msg) {
System.out.println("消费者接收到fanout.queue1的消息:【" + msg + "】");
}
@RabbitListener(queues = "fanout.queue2")
public void listenFanoutQueue2(String msg) {
System.out.println("消费者接收到fanout.queue2的消息:【" + msg + "】");
}
可以发现 fanout.queue1、fanout.queue2 都收到了交换机的消息。
交换机的作用是什么?
声明队列、交换机、绑定关系的Bean是什么?
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。
Direct Exchange 会将接收到的消息根据规则路由到指定的Queue,因此称为路由模式(routes)。
在 Direct 模型下:
RoutingKey
(路由key)RoutingKey
。Routing Key
进行判断,只有队列的Routingkey
与消息的 Routing key
完全一致,才会接收到消息需求如下:
1、利用 @RabbitListener
注解声明Exchange、Queue、RoutingKey
2、在 consumer 服务中,编写两个消费者方法,分别监听 direct.queue1 和 direct.queue2
3、在 publisher 中编写测试方法,向 itcast. direct 发送消息
在 consumer 的 SpringRabbitListener 类中添加两个消费者,同时基于注解来声明队列和交换机
基于@Bean的方式声明队列和交换机比较麻烦,Spring还提供了基于注解的方式来声明:
/**
* QueueBinding注解有三个参数:
* 1.队列
* 2.交换机
* 3.RoutingKey
*/
@RabbitListener(bindings = @QueueBinding(
// 队列
value = @Queue(name = "direct.queue1"),
// 交换机
exchange = @Exchange(name = "itcast.direct", type = ExchangeTypes.DIRECT),
// RoutingKey
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(
// 队列
value = @Queue(name = "direct.queue2"),
// 交换机
exchange = @Exchange(name = "itcast.direct", type = ExchangeTypes.DIRECT),
// RoutingKey
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:
/**
* 向交换机发送消息
*/
@Test
public void testSendDirectExchange() {
// 交换机名称
String exchangeName = "itcast.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?
基于@RabbitListener注解声明队列和交换机有哪些常见注解?
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
类型的 Exchange
可以让队列在绑定Routingkey
时使用通配符。
TopicExchange 和 DirectExchange类似,区别在于 RoutingKey
必须是多个单词的列表,并且以 .
进行分割。
Queue与Exchange指定BindingKey时可以使用通配符:
#
:代指0个或多个单词
*
:代指1个单词
解释:
china.#
,因此凡是以 china.
开头的routingkey
都会被匹配到。包括 china.news 和 china.weather#.news
,因此凡是以 .news
结尾的 routingkey
都会被匹配到。包括 china.news 和 japan.news需求如下:
1、利用 @RabbitListener
声明Exchange、Queue、RoutingKey
2、在consumer服务中,编写两个消费者方法,分别监听 topic.queue1 和 topic.queue2
3、在 publisher 中编写测试方法,向 itcast. topic 发送消息
在 consumer 服务的 SpringRabbitListener 类中添加方法:
@RabbitListener(bindings = @QueueBinding(
// 队列
value = @Queue(name = "topic.queue1"),
// 交换机
exchange = @Exchange(name = "itcast.topic", type = ExchangeTypes.TOPIC),
// RoutingKey
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(
// 队列
value = @Queue(name = "topic.queue2"),
// 交换机
exchange = @Exchange(name = "itcast.topic", type = ExchangeTypes.TOPIC),
// RoutingKey
key = "#.news"))
public void listenTopicQueue2(String msg) {
System.out.println("消费者接收到topic.queue2的消息:【" + msg + "】");
}
在 publisher 服务的 SpringAmqpTest 类中添加测试方法:
/**
* 向交换机发送消息
*/
@Test
public void testSendTopicExchange() {
// 交换机名称
String exchangeName = "itcast.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);
}
描述下Direct交换机与Topic交换机的差异?
*.**
分割#
:代表0个或多个单词*
:代表1个单词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。
修改消息发送的代码,发送一个Map对象:
@Test
public void testSendObjectQueue() {
// 准备消息
Map<String, Object> msg = new HashMap<>();
msg.put("name", "Jack");
msg.put("age", 21);
// 发送消息
rabbitTemplate.convertAndSend("object.queue", msg);
}
停止 consumer 服务,发送消息后查看 RabbitMQ 消息控制台:
Spring 对消息对象的处理是由 org.springframework.amqp.support.converter.MessageConverter
来处理的。而默认实现是 SimpleMessageConverter,是基于 JDK 的 ObjectOutputStream
来完成序列化的。
众所周知,JDK序列化存在下列问题:
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。
1、在 publisher 服务中引入依赖:
<dependency>
<groupId>com.fasterxml.jackson.coregroupId>
<artifactId>jackson-databindartifactId>
dependency>
2、配置消息转换器,在 publisher 服务的启动类中添加一个Bean即可:
import org.springframework.amqp.support.converter.Jackson2JsonMessageConverter;
import org.springframework.amqp.support.converter.MessageConverter;
import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
@SpringBootApplication
public class PublisherApplication {
public static void main(String[] args) {
SpringApplication.run(PublisherApplication.class);
}
@Bean
public MessageConverter messageConverter() {
return new Jackson2JsonMessageConverter();
}
}
3、重新发送一条消息,停止 consumer 服务,然后查看 RabbitMQ 消息控制台:
@Test
public void testSendObjectQueue() {
// 准备消息
Map<String, Object> msg = new HashMap<>();
msg.put("name", "Jack");
msg.put("age", 21);
// 发送消息
rabbitTemplate.convertAndSend("object.queue", msg);
}
1、在 consumer 服务中引入Jackson依赖:
<dependency>
<groupId>com.fasterxml.jackson.coregroupId>
<artifactId>jackson-databindartifactId>
dependency>
2、配置消息转换器,在 consumer 服务的启动类中添加一个Bean即可:
import org.springframework.amqp.support.converter.Jackson2JsonMessageConverter;
import org.springframework.amqp.support.converter.MessageConverter;
import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
@SpringBootApplication
public class ConsumerApplication {
public static void main(String[] args) {
SpringApplication.run(ConsumerApplication.class, args);
}
@Bean
public MessageConverter messageConverter() {
return new Jackson2JsonMessageConverter();
}
}
3、定义一个消费者,监听 object.queue 队列并消费消息:
@RabbitListener(queues = "object.queue")
public void listenObjectQueue(Map<String, Object> msg) {
System.out.println("接收到object.queue的消息:" + msg);
}