【SpringCloud笔记】（11）消息驱动之Stream

Stream

技术背景

底层不同模块可能使用不同的消息中间件，这就导致技术的切换，微服务的维护及开发变得麻烦起来

概述

官网：
https://spring.io/projects/spring-cloud-stream#overview
https://cloud.spring.io/spring-cloud-static/spring-cloud-stream/3.0.1.RELEASE/reference/html/

Spring Cloud Stream中文指导手册：
https://m.wang1314.com/doc/webapp/topic/20971999.html

什么是SpringCloudStream

官方定义Spring Cloud Stream是一个构建消息驱动微服务的框染。

应用程序通过inputs 或者 outputs来与Spring Cloud Stream中binder对象交互。

通过我们配置来binding(绑定)，而Spring Cloud Stream的binder对象负责与消息中间件交互。

所以，我们只需要搞清楚如何与Spring Cloud Stream交互就可以方便使用消息驱动的方式。

通过使用Spring Integration来连接消息代理中间件以实现消息事件驱动。

Spring Ccloud Stream为一些供应商的消息中间件产品提供了个性化的自动化配置实现，引用了发布-订阅、消费组、分区的三个核心概念。

目前仅支持RabbitMQ、Kafka。

Stream设计思想

标准MQ流程

• 生产者/消费者之间靠消息媒介传递信息内容（Message）

• 消息必须走特定的通道（消息通道MessageChannel）

• 消息通道里的消息如何被消费呢，谁负责收发处理（消息通道MessageChannel的子接口SubscribableChannel，由MessageHandler消息处理器所订阅）

为什么要引入Stream

比方说我们用到了RabbitMQ和Kafka，由于这两个消息中间件的架构上的不同，像RabbitMQ有exchange，kafka有Topic和Partitions分区

这些中间件的差异导致我们实际项目开发给我们造成了一定的困难，我们如果用了两个消息队列的其中一种，后面的业务需求，我们想往另外一种消息队列进行迁移，这时候无疑就是一个灾难性的，一大堆东西都要重新推倒重新做，因为它跟我们的系统耦合了，这时候SpringCloud Stream给我们提供了一种解耦合的方式。

在没有绑定器这个概念的情况下，我们的SpringBoot应用要直接与消息中间件进行信息交互的时候，由于各消息中间件构建的初衷不同，它们的实现细节上会有较大的差异性。

通过定义绑定器Binder作为中间层，完美地实现了应用程序与消息中间件细节之间的隔离。

Stream对消息中间件的进一步封装，可以做到代码层面对中间件的无感知，甚至于动态的切换中间件(rabbitmq切换为kafka)，使得微服务开发的高度解耦，服务可以关注更多自己的业务流程

Stream的消息通信方式遵循了发布-订阅模式

INPUT对应于生产者，OUTPUT对应于消费者

Stream标准流程套路

• binder：很方便的连接中间件，屏蔽差异
• Channel：通道，是队列Queue的一种抽象，在消息通讯系统中就是实现存储和转发的媒介，通过channel对队列进行配置
• Source（生产）和sink（消费）：简单地可理解为参照对象是spring cloud stream自身，从stream发布消息就是输出，接收消息就是输入

常用注解

组成	说明
Middleware	中间件，目前只支FRabbitMQ和Kafka
Binder	Binder是应用与消息中间件之间的封装，目前实行了KafKa和RabbitMQ的Binder,通过Binder可以很方便的连接中间件，可以动态的改变消息类型（对应kafka的topic，RabbitMQ的exchange)，这些都可以通过配置文件来实现
@Input	注解标识输入通道，通过该输入通接收到的消息息进入应用程序
@Output	注解标识输出通道，发布的消息将通过该通道离开应用程序
@StreamListener	监听队列，用于消费者的队列的消息接收
@EnableBinding	指信道channel和exchange绑定在一起

要新建3个子模块

cloud-stream-rabbitmq-consumer8802：作为消息接收模块
cloud-stream-rabbitmq-consumer8802：作为消息接收模块

消息驱动之生产者

新建cloud-stream-rabbitmq-provide8801：作为生产者进行发消息模块

pom文件

<artifactId>cloud-stream-rabbitmq-provide8801artifactId>

  <dependencies>
    <dependency>
      <groupId>org.springframework.cloudgroupId>
      <artifactId>spring-cloud-starter-stream-rabbitartifactId>
    dependency>
    <dependency>
      <groupId>org.springframework.bootgroupId>
      <artifactId>spring-boot-starter-webartifactId>
    dependency>
    <dependency>
      <groupId>org.springframework.bootgroupId>
      <artifactId>spring-boot-starter-actuatorartifactId>
    dependency>
    <dependency>
      <groupId>org.springframework.cloudgroupId>
      <artifactId>spring-cloud-starter-netflix-eureka-clientartifactId>
    dependency>
    
    <dependency>
      <groupId>com.mzr.springcloudgroupId>
      <artifactId>cloud-api-commonsartifactId>
      <version>${project.version}version>
    dependency>
  dependencies>

yml文件

server:
  port: 8801

spring:
  application:
    name: cloud-stream-provider
  cloud:
      stream:
        binders: # 在此处配置要绑定的rabbitmq的服务信息；
          defaultRabbit: # 表示定义的名称，用于于binding整合
            type: rabbit # 消息组件类型
            environment: # 设置rabbitmq的相关的环境配置
              spring:
                rabbitmq:
                  host: localhost
                  port: 5672
                  username: guest
                  password: guest
        bindings: # 服务的整合处理
          output: # 这个名字是一个通道的名称
          destination: studyExchange # 表示要使用的Exchange名称定义
          content-type: application/json # 设置消息类型，本次为json，文本则设置“text/plain”
          binder: defaultRabbit # 设置要绑定的消息服务的具体设置

eureka:
  client: # 客户端进行Eureka注册的配置
    service-url:
      defaultZone: http://localhost:7001/eureka
  instance:
    lease-renewal-interval-in-seconds: 2 # 设置心跳的时间间隔（默认是30秒）
    lease-expiration-duration-in-seconds: 5 # 如果现在超过了5秒的间隔（默认是90秒）
    instance-id: send-8801.com  # 在信息列表时显示主机名称
    prefer-ip-address: true     # 访问的路径变为IP地址

主启动类

@SpringBootApplication
public class StreamMQMain8801
{
    public static void main(String[] args)
    {
        SpringApplication.run(StreamMQMain8801.class,args);
    }
}

业务类

定义发送消息的接口

public interface IMessageProvider
{
    public String send();
}

定义发送消息的接口

//@Service 这个地方不再需要该注解，不再是和controller打交道的service,而是发送消息的推送服务类与Stream打交道，可结合Stream标准流程图来看
@EnableBinding(Source.class) //定义消息的推送管道
public class MessageProviderImpl implements IMessageProvider
{
    @Resource
    private MessageChannel output; // 消息发送管道

    @Override
    public String send()
    {
        String serial = UUID.randomUUID().toString();
        //将消息与绑定器绑定
        output.send(MessageBuilder.withPayload(serial).build());
        System.out.println("*****serial: "+serial);
        return null;
    }
}

controller

@RestController
public class SendMessageController
{
    @Resource
    private IMessageProvider messageProvider;

    @GetMapping(value = "/sendMessage")
    public String sendMessage()
    {
        return messageProvider.send();
    }
}

启动rabbitMQ

这里的studyExchange便是yml文件配置的

启动eureka7001、生产者8801，多次访问localhost:8801/sendMessage

可以看到rabbitMQ中也有流量的起伏

消息驱动之消费者

新建模块 cloud-stream-rabbitmq-consumer8802

pom文件与8801一样

省略..

yml文件

server:
  port: 8802

spring:
  application:
    name: cloud-stream-consumer
  cloud:
      stream:
        binders: # 在此处配置要绑定的rabbitmq的服务信息；
          defaultRabbit: # 表示定义的名称，用于于binding整合
            type: rabbit # 消息组件类型
            environment: # 设置rabbitmq的相关的环境配置
              spring:
                rabbitmq:
                  host: localhost
                  port: 5672
                  username: guest
                  password: guest
        bindings: # 服务的整合处理
          #output: # 这个名字是一个通道的名称,这是8802与8801唯一的区别，一个是消息发送一个是消息接收
          input: # 这个名字是一个通道的名称
          destination: studyExchange # 表示要使用的Exchange名称定义
          content-type: application/json # 设置消息类型，本次为对象json，如果是文本则设置“text/plain”
          binder: defaultRabbit # 设置要绑定的消息服务的具体设置

eureka:
  client: # 客户端进行Eureka注册的配置
    service-url:
      defaultZone: http://localhost:7001/eureka
  instance:
    lease-renewal-interval-in-seconds: 2 # 设置心跳的时间间隔（默认是30秒）
    lease-expiration-duration-in-seconds: 5 # 如果现在超过了5秒的间隔（默认是90秒）
    instance-id: receive-8802.com  # 在信息列表时显示主机名称
    prefer-ip-address: true     # 访问的路径变为IP地址

主启动类与8801一致

省略..

业务类

因为这是消费者是接受消息，所以只需关注controller层业务逻辑

controller层

@Component
@EnableBinding(Sink.class)
public class ReceiveMessageListenerController
{
    @Value("${server.port}")
    private String serverPort;


    @StreamListener(Sink.INPUT)//监听输入源
    public void input(Message<String> message)
    {
        System.out.println("消费者1号,----->接受到的消息: "+message.getPayload()+"\t  port: "+serverPort);
    }
}

启动8802测试

可以看到这个通道已经被监听了

可以看到8801发送的流水号与8802接受到的流水号对应

分组消费及持久化

依照8802，clone出来一份cloud-stream-rabbitmq-consumer8802作为消费者并启动

运行后有两个问题

• 有重复消费问题
• 消息持久化

消息重复消费

8801发送的消息，8802及8803同时都收到了，存在着重复消费问题

比如在如下场景中，订单系统我们做集群部署，都会从RabbitMQ中获取订单信息，那如果一个订单同时被两个服务获取到，那么就会造成数据错误，我们得避免这种情况。这时我们就可以使用Stream中的消息分组来解决

注意在Stream中处于同一个group中的多个消费者是竞争关系，就能够保证消息只会被其中一个应用消费一次。不同组是可以全面消费的(重复消费)

默认分组group是不同的，组流水号不一样，被认为不同组，可以消费，所以导致8002 8003同时收到相同的消息

解决消息重复消费

原理：微服务应用放置于同一个group中，就能够保证消息只会被其中一个应用消费一次。

实现步骤：

1、8802/8803都变成不同组，group两个不同

8802/8803配置yml文件

	# 8802
	bindings:
        input:   
          destination: studyExchange  
          content-type: application/json  
          binder: defaultRabbit  
          group: atguiguA  # 自定义分组配置
          
    # 8803
	bindings:
        input:   
          destination: studyExchange  
          content-type: application/json  
          binder: defaultRabbit  
          group: atguiguB  # 自定义分组配置

可以看到RabbitMQ上已经变成了我们自定义的分组

此时8002 8003同时收到相同的消息

2、8802/8803都变成相同组，group两个相同

将8802/8803yml文件中group修改为atguiguA

访问2次localhost:8801/sendMessage触发生产者发送2条信息

消费者8802接收到1条

消费者8803接收到1条

8802/8803实现了轮询分组，每次只有一个消费者，8801模块的发的消息只能被8802或8803其中一个接收到，这样避免了重复消费。

消息持久化

做个小测试感受一下消息持久化的重要性

停止8802/8803并去除掉8802的分组group: atguiguA，此时8803的分组group: atguiguA并没有去掉

8801先发送4条消息到rabbitmq

重新启动8802，因为没有分组属性配置，后台没有打出来消息

重新启动8803，因为有分组属性配置，后台打出来了8801生产者发送的消息

group分组属性对于避免消息重复消费 及 消息持久化避免消息丢失是非常重要的