【微服务】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
1 BasicQueue 基本队列
在父工程mq-demo中引入依赖
<dependency>
<groupId>org.springframework.bootgroupId>
<artifactId>spring-boot-starter-amqpartifactId>
dependency>
1.1 消息发送
首先配置MQ地址，在publisher服务的application.yml中添加配置：
spring:
rabbitmq:
host: 192.168.213.128 # 主机名
port: 5672 # 端口
virtual-host: / # 虚拟主机
username: aiw # 用户名
password: 1314 # 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.itcast.mq.spring;
import org.junit.jupiter.api.Test;
import org.springframework.amqp.rabbit.core.RabbitTemplate;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.boot.test.context.SpringBootTest;
@SpringBootTest
public class SpringAmqpTest {
@Autowired
private RabbitTemplate rabbitTemplate;
@Test
@RabbitListener(queuesToDeclare = @Queue("simple.queue")) // 若没有该队列，则需要创建
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);
}
}
运行测试，浏览器查看rabbitmq管理平台
1.2 消息接收
首先配置MQ地址，在consumer服务的application.yml中添加配置：
spring:
rabbitmq:
host: 192.168.213.128 # 主机名
port: 5672 # 端口
virtual-host: / # 虚拟主机
username: aiw # 用户名
password: 1314 # 密码
然后在consumer服务的cn.itcast.mq.listener包中新建一个类SpringRabbitListener，代码如下：
package cn.itcast.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) {
System.out.println("spring 消费者接收到消息：【" + msg + "】");
}
}
1.3 测试
启动consumer服务，然后在publisher服务中运行测试代码，发送MQ消息，控制台输出如下：
查看rabbitmq管理平台
2 WorkQueue 工作队列
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。
2.1 消息发送
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);
}
}
2.2 消息接收
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：
package cn.itcast.mq.listener;
import org.springframework.amqp.rabbit.annotation.RabbitListener;
import org.springframework.stereotype.Component;
import java.time.LocalTime;
@Component
public class SpringRabbitListener {
//@RabbitListener(queues = "simple.queue")
//public void listenSimpleQueueMessage(String msg){
// System.out.println("spring 消费者接收到消息：【" + msg + "】");
//}
@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);
}
}
2.3 测试
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。
2.4 能者多劳
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
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
3 发布（publish）/订阅（subscribe）
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，而是发给交换机
- Exchange：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：
- 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！
4 Fanout
Fanout，英文翻译是扇出，觉得在MQ中叫广播更合适。
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
4.1 声明队列和交换机
Spring提供了一个接口Exchange，来表示所有不同类型的交换机：
在consumer中创建一个配置类，声明队列和交换机：
package cn.itcast.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("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);
}
}
启动consumer服务，查看rabbitmq管理平台，此时交换机已经创建
点击交换机名称，查看绑定关系
并且两个队列也已经创建
4.2 消息发送
在publisher服务的SpringAmqpTest类中添加测试方法：
@Test
public void testFanoutExchange() {
// 队列名称
String exchangeName = "fanout";
// 消息
String message = "hello, everyone!";
// 发送消息，参数分别是：交换机名称、RoutingKey（暂时为空）、消息
rabbitTemplate.convertAndSend(exchangeName, "", message);
}
4.3 消息接收
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 + "】");
}
4.4 测试
重启consumer服务，然后在publisher服务中运行测试代码，发送MQ消息，控制台输出如下：
4.5 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
5 Direct
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，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：
- 每一个Queue都与Exchange设置一个BindingKey
- 发布者发送消息时，指定消息的RoutingKey
- Exchange将消息路由到BindingKey与消息RoutingKey一致的队列
一个队列可以绑定多个key，DirectExchange可以模拟FanoutExchange
5.1 基于注解声明队列和交换机
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"), // 声明队列
exchange = @Exchange(name = "direct", type = ExchangeTypes.DIRECT), // 声明交换机
key = {"red", "blue"} // BindingKey
))
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 = "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 + "】");
}
启动consumer服务，查看rabbitmq管理平台，此时交换机已经创建
点击交换机名称，查看绑定关系
并且两个队列也已经创建
5.2 消息发送
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 = "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);
}
5.3 测试
在publisher服务中运行测试代码，发送MQ消息，控制台输出如下：
5.4 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？
- @QueueBinding
- @Queue
- @Exchange
6 Topic
6.1 说明
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 - Queue4：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
6.2 消息发送
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 = "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);
}
6.3 消息接收
在consumer服务的SpringRabbitListener中添加方法：
@RabbitListener(bindings = @QueueBinding(
value = @Queue(name = "topic.queue1"),
exchange = @Exchange(name = "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 = "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 + "】");
}
启动consumer服务，查看rabbitmq管理平台，此时交换机已经创建
点击交换机名称，查看绑定关系
并且两个队列也已经创建
6.4 测试
在publisher服务中运行测试代码，发送MQ消息，控制台输出如下：
6.5 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
7 消息转换器
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
下面来测试一下。
7.1 测试默认转换器
在consumer的FanoutConfig中添加如下
@Bean
public Queue objectQueue(){
return new Queue("object.queue");
}
在publisher服务的SpringAmqpTest类中添加测试方法，发送一个Map对象：
@Test
public void testSendObject(){
// 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);
}
启动consumer服务，运行该测试方法，查看rabbitmq管理平台object.queue队列的消息
7.2 配置JSON转换器
Spring的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，基于JDK的ObjectOutputStream完成序列化。
如果要修改只需要定义一个MessageConverter类型的Bean即可。推荐用JSON方式序列化，步骤如下:
1）在publisher和consumer两个服务中都引入依赖，或者直接在父工程中引入：
<dependency>
<groupId>com.fasterxml.jackson.coregroupId>
<artifactId>jackson-databindartifactId>
dependency>
2）在publisher服务启动类中添加一个Bean即可：
@Bean
public MessageConverter jsonMessageConverter(){
return new Jackson2JsonMessageConverter();
}
3）重新运行测试方法，看rabbitmq管理平台object.queue队列的消息
4）在consumer服务启动类中定义MessageConverter
@Bean
public MessageConverter jsonMessageConverter(){
return new Jackson2JsonMessageConverter();
}
5）在consumer服务定义消费者，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("消费者接收到object.queue的消息：【" + msg + "】");
}
6）重启consumer服务，运行publisher服务中的testSendObject测试方法
7.3 总结
SpringAMQP中消息的序列化和反序列化是怎么实现的?
- 用MessageConverter实现的，默认是JDK的序列化
- 注意发送方与接收方必须使用相同的MessageConverter