SpringCloud 微服务全栈体系（十一）
第十章 RabbitMQ
三、SpringAMQP
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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。
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SpringAmqp 的官方地址：https://spring.io/projects/spring-amqp
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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. Basic Queue 简单队列模型
- 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: 192.168.150.101 # 主机名
port: 5672 # 端口
virtual-host: / # 虚拟主机
username: alex # 用户名
password: 123321 # 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 com.alex.mq.spring;
import org.junit.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;
@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);
}
}
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: 192.168.150.101 # 主机名
port: 5672 # 端口
virtual-host: / # 虚拟主机
username: alex # 用户名
password: 123321 # 密码
- 然后在 consumer 服务的
com.alex.mq.listener包中新建一个类 SpringRabbitListener，代码如下：
package com.alex.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 + "】");
}
}
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
2. Work Queue
- 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。
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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。
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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
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这次我们循环发送，模拟大量消息堆积现象。
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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，我们在 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 秒，模拟任务耗时。
2.3 测试
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启动 ConsumerApplication 后，在执行 publisher 服务中刚刚编写的发送测试方法 testWorkQueue。
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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。
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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。我们修改 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
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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/订阅
- 发布订阅的模型如图：
-
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 X（交换机）
- Exchange：交换机，图中的 X。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，在 MQ 中叫广播更合适。
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在广播模式下，消息发送流程是这样的：
- 可以有多个队列
- 每个队列都要绑定到 Exchange（交换机）
- 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
- 交换机把消息发送给绑定过的所有队列
- 订阅队列的消费者都能拿到消息
-
计划如下：
- 创建一个交换机 alex.fanout，类型是 Fanout
- 创建两个队列 fanout.queue1 和 fanout.queue2，绑定到交换机 alex.fanout
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 中创建一个类，声明队列和交换机：
package com.alex.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("alex.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);
}
}
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 = "alex.fanout";
// 消息
String message = "hello, everyone!";
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 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 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
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，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
- 队列与交换机的绑定，不能是任意绑定了，而是要指定一个
-
案例需求如下：
-
利用@RabbitListener 声明 Exchange、Queue、RoutingKey
-
在 consumer 服务中，编写两个消费者方法，分别监听 direct.queue1 和 direct.queue2
-
在 publisher 中编写测试方法，向 alex. direct 发送消息
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"),
exchange = @Exchange(name = "alex.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 = "alex.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 + "】");
}
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 = "alex.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 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？
- @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
-
-
图示：
-
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
- Queue1：绑定的是
-
案例需求(实现思路如下)：
-
利用@RabbitListener 声明 Exchange、Queue、RoutingKey
-
在 consumer 服务中，编写两个消费者方法，分别监听 topic.queue1 和 topic.queue2
-
在 publisher 中编写测试方法，向 alex.topic 发送消息
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 = "alex.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 = "alex.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 = "alex.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 + "】");
}
6.4 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
- Topic 交换机接收的消息 RoutingKey 必须是多个单词，以
7. 消息转换器
- 之前说过，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
-
测试一下。
7.1 测试默认转换器
- 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
- 发送消息后查看控制台：
7.2 配置 JSON 转换器
- 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。
-
在启动类中添加一个 Bean 即可：
@Bean
public MessageConverter jsonMessageConverter(){
return new Jackson2JsonMessageConverter();
}