1.前言

1.1.几种常见的消息队列

消息Broker,目前常见的实现方案就是消息队列(MessageQueue),简称为MQ. 目比较常见的MQ实现:

  • ActiveMQ

  • RabbitMQ

  • RocketMQ

  • Kafka

几种常见MQ的对比:

RabbitMQ

ActiveMQ

RocketMQ

Kafka

公司/社区

Rabbit

Apache

阿里

Apache

开发语言

Erlang

Java

Java

Scala&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

一般

单机吞吐量

一般

非常高

消息延迟

微秒级

毫秒级

毫秒级

毫秒以内

消息可靠性

一般

一般

追求可用性:Kafka、 RocketMQ 、RabbitMQ 追求可靠性:RabbitMQ、RocketMQ 追求吞吐能力:RocketMQ、Kafka 追求消息低延迟:RabbitMQ、Kafka

据统计,目前国内消息队列使用最多的还是RabbitMQ,再加上其各方面都比较均衡,稳定性也好。

2.RabbitMQ

RabbitMQ是基于Erlang语言开发的开源消息通信中间件,官网地址: Messaging that just works — RabbitMQ

2.1.安装

基于Docker来安装RabbitMQ,使用下面的命令即可:

 docker run \
  -e RABBITMQ_DEFAULT_USER=itheima \
  -e RABBITMQ_DEFAULT_PASS=123321 \
  -v mq-plugins:/plugins \
  --name mq \
  --hostname mq \
  -p 15672:15672 \
  -p 5672:5672 \
  --network hmall \
  -d \
  rabbitmq:3.8-management

可以看到在安装命令中有两个映射的端口:

  • 15672:RabbitMQ提供的管理控制台的端口

  • 5672:RabbitMQ的消息发送处理接口

安装完成后,访问 http://192.168.150.101:15672即可看到管理控制台。首次访问需要登录,默认的用户名和密码在配置文件中已经指定了。 登录后即可看到管理控制台总览页面:

RabbitMQ对应的架构如图:

其中包含几个概念:

  • publisher:生产者,也就是发送消息的一方

  • consumer:消费者,也就是消费消息的一方

  • queue:队列,存储消息。生产者投递的消息会暂存在消息队列中,等待消费者处理

  • exchange:交换机,负责消息路由。生产者发送的消息由交换机决定投递到哪个队列。

  • virtual host:虚拟主机,起到数据隔离的作用。每个虚拟主机相互独立,有各自的exchange、queue

上述这些东西都可以在RabbitMQ的管理控制台来管理。

2.2.收发消息

2.2.1.交换机

打开Exchanges选项卡,可以看到已经存在很多交换机:

点击任意交换机,即可进入交换机详情页面。仍然会利用控制台中的publish message 发送一条消息:

这里是由控制台模拟了生产者发送的消息。由于没有消费者存在,最终消息丢失了,这样说明交换机没有存储消息的能力。

2.2.2.队列

打开Queues选项卡,新建一个队列:

命名为hello.queue1

再以相同的方式,创建一个队列,密码为hello.queue2,最终队列列表如下:

此时,再次向amq.fanout交换机发送一条消息。会发现消息依然没有到达队列!! 怎么回事呢? 发送到交换机的消息,只会路由到与其绑定的队列,因此仅仅创建队列是不够的,还需要将其与交换机绑定。

2.2.3.绑定关系

点击Exchanges选项卡,点击amq.fanout交换机,进入交换机详情页,然后点击Bindings菜单,在表单中填写要绑定的队列名称:

相同的方式,将hello.queue2也绑定到改交换机。

2.2.4.发送消息

再次回到exchange页面,找到刚刚绑定的amq.fanout,点击进入详情页,再次发送一条消息:

image.png 回到Queues页面,可以发现hello.queue中已经有一条消息了:

image.png 点击队列名称,进入详情页,查看队列详情,这次我们点击get message:

image.png 可以看到消息到达队列了:

image.png 这个时候如果有消费者监听了MQ的hello.queue1hello.queue2队列,自然就能接收到消息了。

2.3.数据隔离

2.3.1.用户管理

点击Admin选项卡,首先会看到RabbitMQ控制台的用户管理界面:

image.png 这里的用户都是RabbitMQ的管理或运维人员。目前只有安装RabbitMQ时添加的itheima这个用户。仔细观察用户表格中的字段,如下:

  • Nameitheima,也就是用户名

  • Tagsadministrator,说明itheima用户是超级管理员,拥有所有权限

  • Can access virtual host/,可以访问的virtual host,这里的/是默认的virtual host

对于小型企业而言,出于成本考虑,我们通常只会搭建一套MQ集群,公司内的多个不同项目同时使用。这个时候为了避免互相干扰, 我们会利用virtual host的隔离特性,将不同项目隔离。一般会做两件事情:

  • 给每个项目创建独立的运维账号,将管理权限分离。

  • 给每个项目创建不同的virtual host,将每个项目的数据隔离。

比如,我们给黑马商城创建一个新的用户,命名为hmall

image.png 你会发现此时hmall用户没有任何virtual host的访问权限:

image.png 别急,接下来我们就来授权。

2.3.2.virtual host

我们先退出登录:

image.png 切换到刚刚创建的hmall用户登录,然后点击Virtual Hosts菜单,进入virtual host管理页:

image.png 可以看到目前只有一个默认的virtual host,名字为 /。 我们可以给黑马商城项目创建一个单独的virtual host,而不是使用默认的/

image.png 创建完成后如图:

image.png 由于我们是登录hmall账户后创建的virtual host,因此回到users菜单,你会发现当前用户已经具备了对/hmall这个virtual host的访问权限了:

此时,点击页面右上角的virtual host下拉菜单,切换virtual host/hmall

image.png 然后再次查看queues选项卡,会发现之前的队列已经看不到了

image.png 这就是基于virtual host的隔离效果。

3.SpringAMQP

将来我们开发业务功能的时候,肯定不会在控制台收发消息,而是应该基于编程的方式。由于RabbitMQ采用了AMQP协议,因此它具备跨语言的特性。任何语言只要遵循AMQP协议收发消息,都可以与RabbitMQ交互。并且RabbitMQ官方也提供了各种不同语言的客户端。 但是,RabbitMQ官方提供的Java客户端编码相对复杂,一般生产环境下我们更多会结合Spring来使用。而Spring的官方刚好基于RabbitMQ提供了这样一套消息收发的模板工具:SpringAMQP。并且还基于SpringBoot对其实现了自动装配,使用起来非常方便。

SpringAmqp的官方地址: 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

这一章我们就一起学习一下,如何利用SpringAMQP实现对RabbitMQ的消息收发。

3.1.Demo工程

项目结构如图:

image.png 包括三部分:

  • mq-demo:父工程,管理项目依赖

  • publisher:消息的发送者

  • consumer:消息的消费者

在mq-demo这个父工程中,已经配置好了SpringAMQP相关的依赖:

 <?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
 <project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0"
          xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
          xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
     <modelVersion>4.0.0</modelVersion>
 ​
     <groupId>cn.itcast.demo</groupId>
     <artifactId>mq-demo</artifactId>
     <version>1.0-SNAPSHOT</version>
     <modules>
         <module>publisher</module>
         <module>consumer</module>
     </modules>
     <packaging>pom</packaging>
 ​
     <parent>
         <groupId>org.springframework.boot</groupId>
         <artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
         <version>2.7.12</version>
         <relativePath/>
     </parent>
 ​
     <properties>
         <maven.compiler.source>8</maven.compiler.source>
         <maven.compiler.target>8</maven.compiler.target>
     </properties>
 ​
     <dependencies>
         <dependency>
             <groupId>org.projectlombok</groupId>
             <artifactId>lombok</artifactId>
         </dependency>
         <!--AMQP依赖,包含RabbitMQ-->
         <dependency>
             <groupId>org.springframework.boot</groupId>
             <artifactId>spring-boot-starter-amqp</artifactId>
         </dependency>
         <!--单元测试-->
         <dependency>
             <groupId>org.springframework.boot</groupId>
             <artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
         </dependency>
     </dependencies>
 </project>

因此,子工程中就可以直接使用SpringAMQP了。

3.2.快速入门

在之前的案例中,我们都是经过交换机发送消息到队列,不过有时候为了测试方便,我们也可以直接向队列发送消息,跳过交换机。 在入门案例中,我们就演示这样的简单模型,如图:

也就是:

  • publisher直接发送消息到队列

  • 消费者监听并处理队列中的消息

warning 注意:这种模式一般测试使用,很少在生产中使用。

为了方便测试,我们现在控制台新建一个队列:simple.queue

image.png 接下来,我们就可以利用Java代码收发消息了。

3.1.1.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 # 你的虚拟机IP
     port: 5672 # 端口
     virtual-host: /hmall # 虚拟主机
     username: hmall # 用户名
     password: 123 # 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.itheima.publisher.amqp;
 ​
 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
     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);
     }
 }

打开控制台,可以看到消息已经发送到队列中:

image.png 接下来,我们再来实现消息接收。

3.1.2.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 # 你的虚拟机IP
     port: 5672 # 端口
     virtual-host: /hmall # 虚拟主机
     username: hmall # 用户名
     password: 123 # 密码

然后在consumer服务的com.itheima.consumer.listener包中新建一个类SpringRabbitListener,代码如下:

 package com.itheima.consumer.listener;
 ​
 import org.springframework.amqp.rabbit.annotation.RabbitListener;
 import org.springframework.stereotype.Component;
 ​
 @Component
 public class SpringRabbitListener {
     // 利用RabbitListener来声明要监听的队列信息
     // 将来一旦监听的队列中有了消息,就会推送给当前服务,调用当前方法,处理消息。
     // 可以看到方法体中接收的就是消息体的内容
     @RabbitListener(queues = "simple.queue")
     public void listenSimpleQueueMessage(String msg) throws InterruptedException {
         System.out.println("spring 消费者接收到消息:【" + msg + "】");
     }
 }

3.1.3.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。最终consumer收到消息:

3.3.WorkQueues模型

Work 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,消息处理的速度就能大大提高了。

接下来,我们就来模拟这样的场景。 首先,我们在控制台创建一个新的队列,命名为work.queue

image.png

3.3.1.消息发送

这次我们循环发送,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,每20毫秒发送一次,相当于每秒发送50条消息
         rabbitTemplate.convertAndSend(queueName, message + i);
         Thread.sleep(20);
     }
 }

3.3.2.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 = "work.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 = "work.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);
 }

注意到这两消费者,都设置了Thead.sleep,模拟任务耗时:

  • 消费者1 sleep了20毫秒,相当于每秒钟处理50个消息

  • 消费者2 sleep了200毫秒,相当于每秒处理5个消息

3.3.3.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。 最终结果如下:

 消费者1接收到消息:【hello, message_0】21:06:00.869555300
 消费者2........接收到消息:【hello, message_1】21:06:00.884518
 消费者1接收到消息:【hello, message_2】21:06:00.907454400
 消费者1接收到消息:【hello, message_4】21:06:00.953332100
 消费者1接收到消息:【hello, message_6】21:06:00.997867300
 消费者1接收到消息:【hello, message_8】21:06:01.042178700
 消费者2........接收到消息:【hello, message_3】21:06:01.086478800
 消费者1接收到消息:【hello, message_10】21:06:01.087476600
 消费者1接收到消息:【hello, message_12】21:06:01.132578300
 消费者1接收到消息:【hello, message_14】21:06:01.175851200
 消费者1接收到消息:【hello, message_16】21:06:01.218533400
 消费者1接收到消息:【hello, message_18】21:06:01.261322900
 消费者2........接收到消息:【hello, message_5】21:06:01.287003700
 消费者1接收到消息:【hello, message_20】21:06:01.304412400
 消费者1接收到消息:【hello, message_22】21:06:01.349950100
 消费者1接收到消息:【hello, message_24】21:06:01.394533900
 消费者1接收到消息:【hello, message_26】21:06:01.439876500
 消费者1接收到消息:【hello, message_28】21:06:01.482937800
 消费者2........接收到消息:【hello, message_7】21:06:01.488977100
 消费者1接收到消息:【hello, message_30】21:06:01.526409300
 消费者1接收到消息:【hello, message_32】21:06:01.572148
 消费者1接收到消息:【hello, message_34】21:06:01.618264800
 消费者1接收到消息:【hello, message_36】21:06:01.660780600
 消费者2........接收到消息:【hello, message_9】21:06:01.689189300
 消费者1接收到消息:【hello, message_38】21:06:01.705261
 消费者1接收到消息:【hello, message_40】21:06:01.746927300
 消费者1接收到消息:【hello, message_42】21:06:01.789835
 消费者1接收到消息:【hello, message_44】21:06:01.834393100
 消费者1接收到消息:【hello, message_46】21:06:01.875312100
 消费者2........接收到消息:【hello, message_11】21:06:01.889969500
 消费者1接收到消息:【hello, message_48】21:06:01.920702500
 消费者2........接收到消息:【hello, message_13】21:06:02.090725900
 消费者2........接收到消息:【hello, message_15】21:06:02.293060600
 消费者2........接收到消息:【hello, message_17】21:06:02.493748
 ...省略
 ​

可以看到消费者1和消费者2竟然每人消费了25条消息:

  • 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。导致1个消费者空闲,另一个消费者忙的不可开交。没有充分利用每一个消费者的能力,最终消息处理的耗时远远超过了1秒。这样显然是有问题的。

3.3.4.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

再次测试,发现结果如下:

 消费者1接收到消息:【hello, message_0】21:12:51.659664200
 消费者2........接收到消息:【hello, message_1】21:12:51.680610
 消费者1接收到消息:【hello, message_2】21:12:51.703625
 消费者1接收到消息:【hello, message_3】21:12:51.724330100
 消费者1接收到消息:【hello, message_4】21:12:51.746651100
 消费者1接收到消息:【hello, message_5】21:12:51.768401400
 消费者1接收到消息:【hello, message_6】21:12:51.790511400
 消费者1接收到消息:【hello, message_7】21:12:51.812559800
 消费者1接收到消息:【hello, message_8】21:12:51.834500600
 消费者1接收到消息:【hello, message_9】21:12:51.857438800
 消费者1接收到消息:【hello, message_10】21:12:51.880379600
 消费者2........接收到消息:【hello, message_11】21:12:51.899327100
 消费者1接收到消息:【hello, message_12】21:12:51.922828400
 消费者1接收到消息:【hello, message_13】21:12:51.945617400
 消费者1接收到消息:【hello, message_14】21:12:51.968942500
 消费者1接收到消息:【hello, message_15】21:12:51.992215400
 消费者1接收到消息:【hello, message_16】21:12:52.013325600
 消费者1接收到消息:【hello, message_17】21:12:52.035687100
 消费者1接收到消息:【hello, message_18】21:12:52.058188
 消费者1接收到消息:【hello, message_19】21:12:52.081208400
 ...省略
 ​

可以发现,由于消费者1处理速度较快,所以处理了更多的消息;消费者2处理速度较慢,只处理了6条消息。而最终总的执行耗时也在1秒左右,大大提升。 正所谓能者多劳,这样充分利用了每一个消费者的处理能力,可以有效避免消息积压问题。

3.3.5.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

3.4.交换机类型

在之前的两个测试案例中,都没有交换机,生产者直接发送消息到队列。而一旦引入交换机,消息发送的模式会有很大变化:

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,不再发送消息到队列中,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。

  • Queue:消息队列也与以前一样,接收消息、缓存消息。不过队列一定要与交换机绑定。

  • Consumer:消费者,与以前一样,订阅队列,没有变化

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!

交换机的类型有四种:

  • Fanout:广播,将消息交给所有绑定到交换机的队列。我们最早在控制台使用的正是Fanout交换机

  • Direct:订阅,基于RoutingKey(路由key)发送给订阅了消息的队列

  • Topic:通配符订阅,与Direct类似,只不过RoutingKey可以使用通配符

  • Headers:头匹配,基于MQ的消息头匹配,用的较少。

课堂中,我们讲解前面的三种交换机模式。

3.5.Fanout交换机

Fanout,英文翻译是扇出,我觉得在MQ中叫广播更合适。 在广播模式下,消息发送流程是这样的:

image.png

  • 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

  • 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

我们的计划是这样的:

image.png

  • 创建一个名为hmall.fanout的交换机,类型是Fanout

  • 创建两个队列fanout.queue1fanout.queue2,绑定到交换机hmall.fanout

3.5.1.声明队列和交换机

在控制台创建队列fanout.queue1:

image.png 同样再创建一个队列fanout.queue2

image.png 然后再创建一个交换机:

image.png 然后绑定两个队列到交换机:

3.5.2.消息发送

在publisher服务的SpringAmqpTest类中添加测试方法:

 @Test
 public void testFanoutExchange() {
     // 交换机名称
     String exchangeName = "hmall.fanout";
     // 消息
     String message = "hello, everyone!";
     rabbitTemplate.convertAndSend(exchangeName, "", message);
 }

3.5.3.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 + "】");
 }

3.5.4.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

3.6.Direct交换机

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。

image.png 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

案例需求如图

image.png

  1. 声明一个名为hmall.direct的交换机

  2. 声明队列direct.queue1,绑定hmall.directbindingKeybludred

  3. 声明队列direct.queue2,绑定hmall.directbindingKeyyellowred

  4. consumer服务中,编写两个消费者方法,分别监听direct.queue1和direct.queue2

  5. 在publisher中编写测试方法,向hmall.direct发送消息

3.6.1.声明队列和交换机

首先在控制台声明两个队列direct.queue1direct.queue2。 然后声明一个direct类型的交换机,命名为hmall.direct。 然后使用redblue作为key,绑定direct.queue1hmall.direct: 声明过程参考前面

3.6.2.消息接收

在consumer服务的SpringRabbitListener中添加方法:

 @RabbitListener(queues = "direct.queue1")
 public void listenDirectQueue1(String msg) {
     System.out.println("消费者1接收到direct.queue1的消息:【" + msg + "】");
 }
 ​
 @RabbitListener(queues = "direct.queue2")
 public void listenDirectQueue2(String msg) {
     System.out.println("消费者2接收到direct.queue2的消息:【" + msg + "】");
 }

3.6.3.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 = "hmall.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);
 }

由于使用的red这个key,所以两个消费者都收到了消息:

image.png 我们再切换为blue这个key:

 @Test
 public void testSendDirectExchange() {
     // 交换机名称
     String exchangeName = "hmall.direct";
     // 消息
     String message = "最新报道,哥斯拉是居民自治巨型气球,虚惊一场!";
     // 发送消息
     rabbitTemplate.convertAndSend(exchangeName, "blue", message);
 }

你会发现,只有消费者1收到了消息:

image.png3.6.4.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

3.7.Topic交换机

3.7.1.说明

Topic类型的ExchangeDirect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BindingKey 的时候使用通配符!

BindingKey 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:

image.png 假如此时publisher发送的消息使用的RoutingKey共有四种:

  • china.news代表有中国的新闻消息;

  • china.weather 代表中国的天气消息;

  • japan.news 则代表日本新闻

  • japan.weather 代表日本的天气消息;

解释:

  • topic.queue1:绑定的是china.# ,凡是以 china.开头的routing key 都会被匹配到,包括:

    • china.news

    • china.weather

  • topic.queue2:绑定的是#.news ,凡是以 .news结尾的 routing key 都会被匹配。包括:

    • china.news

    • japan.news

接下来,我们就按照上图所示,来演示一下Topic交换机的用法。 首先,在控制台按照图示例子创建队列、交换机,并利用通配符绑定队列和交换机。此处步骤略。最终结果如下:

image.png

3.7.2.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 = "hmall.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);
 }

3.7.3.消息接收

在consumer服务的SpringRabbitListener中添加方法:

 @RabbitListener(queues = "topic.queue1")
 public void listenTopicQueue1(String msg){
     System.out.println("消费者1接收到topic.queue1的消息:【" + msg + "】");
 }
 ​
 @RabbitListener(queues = "topic.queue2")
 public void listenTopicQueue2(String msg){
     System.out.println("消费者2接收到topic.queue2的消息:【" + msg + "】");
 }

3.7.4.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

3.8.声明队列和交换机

在之前我们都是基于RabbitMQ控制台来创建队列、交换机。但是在实际开发时,队列和交换机是程序员定义的,将来项目上线,又要交给运维去创建。那么程序员就需要把程序中运行的所有队列和交换机都写下来,交给运维。在这个过程中是很容易出现错误的。 因此推荐的做法是由程序启动时检查队列和交换机是否存在,如果不存在自动创建。

3.8.1.基本API

SpringAMQP提供了一个Queue类,用来创建队列:

image.png

SpringAMQP还提供了一个Exchange接口,来表示所有不同类型的交换机:

image.png 我们可以自己创建队列和交换机,不过SpringAMQP还提供了ExchangeBuilder来简化这个过程:

image.png 而在绑定队列和交换机时,则需要使用BindingBuilder来创建Binding对象:

image.png

3.8.2.fanout示例

在consumer中创建一个类,声明队列和交换机:

 package com.itheima.consumer.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("hmall.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);
     }
 }

3.8.2.direct示例

direct模式由于要绑定多个KEY,会非常麻烦,每一个Key都要编写一个binding:

 package com.itheima.consumer.config;
 ​
 import org.springframework.amqp.core.*;
 import org.springframework.context.annotation.Bean;
 import org.springframework.context.annotation.Configuration;
 ​
 @Configuration
 public class DirectConfig {
 ​
     /**
      * 声明交换机
      * @return Direct类型交换机
      */
     @Bean
     public DirectExchange directExchange(){
         return ExchangeBuilder.directExchange("hmall.direct").build();
     }
 ​
     /**
      * 第1个队列
      */
     @Bean
     public Queue directQueue1(){
         return new Queue("direct.queue1");
     }
 ​
     /**
      * 绑定队列和交换机
      */
     @Bean
     public Binding bindingQueue1WithRed(Queue directQueue1, DirectExchange directExchange){
         return BindingBuilder.bind(directQueue1).to(directExchange).with("red");
     }
     /**
      * 绑定队列和交换机
      */
     @Bean
     public Binding bindingQueue1WithBlue(Queue directQueue1, DirectExchange directExchange){
         return BindingBuilder.bind(directQueue1).to(directExchange).with("blue");
     }
 ​
     /**
      * 第2个队列
      */
     @Bean
     public Queue directQueue2(){
         return new Queue("direct.queue2");
     }
 ​
     /**
      * 绑定队列和交换机
      */
     @Bean
     public Binding bindingQueue2WithRed(Queue directQueue2, DirectExchange directExchange){
         return BindingBuilder.bind(directQueue2).to(directExchange).with("red");
     }
     /**
      * 绑定队列和交换机
      */
     @Bean
     public Binding bindingQueue2WithYellow(Queue directQueue2, DirectExchange directExchange){
         return BindingBuilder.bind(directQueue2).to(directExchange).with("yellow");
     }
 }
 ​

3.8.4.基于注解声明

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。

例如,我们同样声明Direct模式的交换机和队列:

 @RabbitListener(bindings = @QueueBinding(
     value = @Queue(name = "direct.queue1"),
     exchange = @Exchange(name = "hmall.direct", type = ExchangeTypes.DIRECT),
     key = {"red", "blue"}
 ))
 public void listenDirectQueue1(String msg){
     System.out.println("消费者1接收到direct.queue1的消息:【" + msg + "】");
 }
 ​
 @RabbitListener(bindings = @QueueBinding(
     value = @Queue(name = "direct.queue2"),
     exchange = @Exchange(name = "hmall.direct", type = ExchangeTypes.DIRECT),
     key = {"red", "yellow"}
 ))
 public void listenDirectQueue2(String msg){
     System.out.println("消费者2接收到direct.queue2的消息:【" + msg + "】");
 }

是不是简单多了。 再试试Topic模式:

 @RabbitListener(bindings = @QueueBinding(
     value = @Queue(name = "topic.queue1"),
     exchange = @Exchange(name = "hmall.topic", type = ExchangeTypes.TOPIC),
     key = "china.#"
 ))
 public void listenTopicQueue1(String msg){
     System.out.println("消费者1接收到topic.queue1的消息:【" + msg + "】");
 }
 ​
 @RabbitListener(bindings = @QueueBinding(
     value = @Queue(name = "topic.queue2"),
     exchange = @Exchange(name = "hmall.topic", type = ExchangeTypes.TOPIC),
     key = "#.news"
 ))
 public void listenTopicQueue2(String msg){
     System.out.println("消费者2接收到topic.queue2的消息:【" + msg + "】");
 }

3.9.消息转换器

Spring的消息发送代码接收的消息体是一个Object:

image.png 而在数据传输时,它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

我们来测试一下。

3.9.1.测试默认转换器

1)创建测试队列 首先,我们在consumer服务中声明一个新的配置类,利用@Bean的方式创建一个队列,具体代码:

 package com.itheima.consumer.config;
 ​
 import org.springframework.amqp.core.Queue;
 import org.springframework.context.annotation.Bean;
 import org.springframework.context.annotation.Configuration;
 ​
 @Configuration
 public class MessageConfig {
 ​
     @Bean
     public Queue objectQueue() {
         return new Queue("object.queue");
     }
 }

注意,这里我们先不要给这个队列添加消费者,我们要查看消息体的格式。

重启consumer服务以后,该队列就会被自动创建出来了:

image.png

2)发送消息 我们在publisher模块的SpringAmqpTest中新增一个消息发送的代码,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", "柳岩");
     msg.put("age", 21);
     // 发送消息
     rabbitTemplate.convertAndSend("object.queue", msg);
 }

发送消息后查看控制台:

image.png 可以看到消息格式非常不友好。

3.9.2.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。

publisherconsumer两个服务中都引入依赖:

 <dependency>
     <groupId>com.fasterxml.jackson.dataformat</groupId>
     <artifactId>jackson-dataformat-xml</artifactId>
     <version>2.9.10</version>
 </dependency>

注意,如果项目中引入了spring-boot-starter-web依赖,则无需再次引入Jackson依赖。

配置消息转换器,在publisherconsumer两个服务的启动类中添加一个Bean即可:

 @Bean
 public MessageConverter messageConverter(){
     // 1.定义消息转换器
     Jackson2JsonMessageConverter jackson2JsonMessageConverter = new Jackson2JsonMessageConverter();
     // 2.配置自动创建消息id,用于识别不同消息,也可以在业务中基于ID判断是否是重复消息
     jackson2JsonMessageConverter.setCreateMessageIds(true);
     return jackson2JsonMessageConverter;
 }

消息转换器中添加的messageId可以便于我们将来做幂等性判断。

此时,我们到MQ控制台删除object.queue中的旧的消息。然后再次执行刚才的消息发送的代码,到MQ的控制台查看消息结构:

image.png

3.9.3.消费者接收Object

我们在consumer服务中定义一个新的消费者,publisher是用Map发送,那么消费者也一定要用Map接收,格式如下:

 @RabbitListener(queues = "object.queue")
 public void listenSimpleQueueMessage(Map<String, Object> msg) throws InterruptedException {
     System.out.println("消费者接收到object.queue消息:【" + msg + "】");
 }