RabbitMQ 基础

T4mako大约 15 分钟

RabbitMQ

1.初识MQ

1.1、同步和异步通讯

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。

1.1.1、同步通讯

同步调用的优点：
时效性较强，可以立即得到结果

同步调用的问题：
耦合度高
性能和吞吐能力下降
有额外的资源消耗
有级联失败问题

1.1.2、异步通讯

异步调用常见实现就是时间驱动模式

异步调用则可以避免上述问题

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业务即可。

解除事件发布者与订阅者之间的耦合，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。

好处：

吞吐量提升：无需等待订阅者处理完成，响应更快速
故障隔离：服务没有直接调用，不存在级联失败问题
调用间没有阻塞，不会造成无效的资源占用
耦合度极低，每个服务都可以灵活插拔，可替换
流量削峰：不管发布事件的流量波动多大，都由Broker接收，订阅者可以按照自己的速度去处理事件

缺点：

架构复杂了，业务没有明显的流程线，不好管理
需要依赖于Broker的可靠、安全、性能

1.2、技术对比

MQ，中文是消息队列（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：
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	高	一般	高	高
单机吞吐量	一般	差	高	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	高	一般	高	一般

2、RabbitMQ入门

2.1、安装RabbitMQ

2.1.1、单机部署

在Centos7虚拟机中使用Docker来安装。

1）下载镜像

方式一：在线拉取

docker pull rabbitmq:3-management

方式二：从本地加载

在课前资料已经提供了镜像包，上传到虚拟机（/tmp）后，使用命令加载镜像即可

docker load -i mq.tar

2）安装MQ

运行MQ容器：

docker run \
 -e RABBITMQ_DEFAULT_USER=root \ #用户名
 -e RABBITMQ_DEFAULT_PASS=root \ #密码
 --name mq \ #容器名
 --hostname mq1 \ #集群主机名
 -p 15672:15672 \ #图形界面端口
 -p 5672:5672 \ #消息队列端口
 -d \
 rabbitmq:3-management #镜像名称

docker run \
 -e RABBITMQ_DEFAULT_USER=root \ 
 -e RABBITMQ_DEFAULT_PASS=root \ 
 --name mq \ 
 --hostname mq1 \ 
 -p 15672:15672 \ 
 -p 5672:5672 \ 
 -d \
 rabbitmq:3-management

浏览器输入http://192.168.80.130:15672进行访问图形界面

RabbitMQ中的几个概念：
channel：操作MQ的工具
exchenge：路由消息到队列
queue：缓存消息
virtual host：虚拟主机，对queue、exchange等资源的逻辑分组（不同的路径代表不同用户）

MQ的基本结构：

2.1.2、集群部署

1）集群分类

在RabbitMQ的官方文档中，讲述了两种集群的配置方式：

普通模式：普通模式集群不进行数据同步，每个MQ都有自己的队列、数据信息（其它元数据信息如交换机等会同步）。例如我们有2个MQ：mq1，和mq2，如果你的消息在mq1，而你连接到了mq2，那么mq2会去mq1拉取消息，然后返回给你。如果mq1宕机，消息就会丢失。
镜像模式：与普通模式不同，队列会在各个mq的镜像节点之间同步，因此你连接到任何一个镜像节点，均可获取到消息。而且如果一个节点宕机，并不会导致数据丢失。不过，这种方式增加了数据同步的带宽消耗。

2）设置网络

首先，我们需要让3台MQ互相知道对方的存在。

分别在3台机器中，设置 /etc/hosts文件，添加如下内容：

192.168.150.101 mq1
192.168.150.102 mq2
192.168.150.103 mq3

并在每台机器上测试，是否可以ping通对方

2.2、RabbitMQ消息模型

RabbitMQopen in new window官方提供了5个不同的Demo示例，对应了不同的用法：

没有交换机：
基本消息队列（BasicQueue）
工作消息队列（WorkQueue）

发布订阅（Publish、Subscribe），又根据交换机类型不同分为三种（有交换机）：
Fanout Exchange：广播
Direct Exchange：路由
Topic Exchange：主题

2.3、HelloWorld案例

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：
publisher：消息发布者，将消息发送到queue
queue：消息队列，负责接受并缓存消息
consumer：订阅列表，处理队列中的消息

导入Demo工程：
将资料中的mq-demo导入idea，导入后的结构如下：

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

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：
publisher：消息发布者，将消息发送到队列queue
queue：消息队列，负责接受并缓存消息
consumer：订阅队列，处理队列中的消息

2.4、publisher实现

代码思路：建立连接、创建Channel、声明队列、发送消息、关闭连接和channel

代码实现：

public class PublisherTest {
    @Test
    public void testSendMessage() throws IOException, TimeoutException {
        // 1.建立连接
        ConnectionFactory factory = new ConnectionFactory();
        // 1.1.设置连接参数，分别是：主机名、端口号、vhost、用户名、密码
        factory.setHost("192.168.80.130");
        factory.setPort(5672);
        factory.setVirtualHost("/"); //设置虚拟主机
        factory.setUsername("root");
        factory.setPassword("root");
        // 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
        String queueName = "simple.queue";
        channel.queueDeclare(queueName, false, false, false, null);

        // 4.发送消息
        String message = "hello, rabbitmq!";
        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();
    }
}

2.5、consumer实现

代码思路：建立连接、创建Channel、声明队列、订阅消息

public class ConsumerTest {

    public static void main(String[] args) throws IOException, TimeoutException {
        // 1.建立连接
        ConnectionFactory factory = new ConnectionFactory();
        // 1.1.设置连接参数，分别是：主机名、端口号、vhost、用户名、密码
        factory.setHost("192.168.80.130");
        factory.setPort(5672);
        factory.setVirtualHost("/");
        factory.setUsername("root");
        factory.setPassword("root");
        // 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
        String queueName = "simple.queue";
        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。。。。");
    }
}

2.6、总结

基本消息队列的消息发送流程：

建立connection
创建channel
利用channel声明队列
利用channel向队列发送消息

基本消息队列的消息接收流程：

建立connection
创建channel
利用channel声明队列
定义consumer的消费行为handleDelivery()
利用channel将消费者与队列绑定

3、SpringAMQP

AMQP（Advanced Message Queuing Protocol）高级消息队列协议，是用于在应用程序之间传递业务消息的开放标准。该协议与语言和平台无关，更符合微服务中独立性的要求。

SpringAMQPopen in new window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

3.1、Basic Queue

利用SpringAMQP实现HelloWorld中的基本消息队列功能

流程如下：
1、在父工程中引入spring-amqp的依赖
2、在publisher服务中利用RabbitTemplate发送消息到simple.queue这个队列
3、在consumer服务中编写消费逻辑，绑定simple.queue这个队列

3.1.1、引入依赖

在父工程mq-demo中引入依赖：

<!--AMQP依赖，包含RabbitMQ-->
<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-amqp</artifactId>
</dependency>

3.1.2、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: 192.168.80.130 # 主机名
    port: 5672 # 端口
    virtual-host: / # 虚拟主机
    username: root # 用户名
    password: root # 密码

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 testSimpleQueue() {
        // 队列名称
        String queueName = "simple.queue";
        // 消息
        String message = "hello, spring amqp!";
        // 发送消息
        rabbitTemplate.convertAndSend(queueName, message);
    }
}

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: 192.168.80.130 # 主机名
    port: 5672 # 端口
    virtual-host: / # 虚拟主机
    username: root # 用户名
    password: root # 密码

然后在consumer服务的cn.itcast.mq.listener包中新建一个类SpringRabbitListener类，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") //声明队列名称
    public void listenSimpleQueueMessage(String msg) throws InterruptedException {
        System.out.println("spring 消费者接收到消息：【" + msg + "】");
    }
}

3.2、Work Queue

Work queues，也被称为（Task queues），任务模型。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。

3.2.1、消息发送

循环发送，模拟大量消息堆积
在publisher服务中的SpringAmqpTest类中添加一个测试方法：

@Test
public void testSendMessage2WorkQueue() throws InterruptedException {
    String queueName = "simple.queue";
    String message = "hello, message__";
    for (int i = 1; i <= 50; i++) {
        rabbitTemplate.convertAndSend(queueName, message + i);
        Thread.sleep(20);
    }
}

3.2.2、消息接收

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);
}

3.2.4、能者多劳

启动ConsumerApplication后，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。

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

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

3.3、发布/订阅

发布订阅模式与之前案例的区别：允许将一个消息发送给多个消费者。实现方式加入了exchange（交换机）

发布订阅的模型如图：

常见的exchange包括：
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

不同类型的交换机，路由方式不同

注意：exchange负责消息路由，而部署存储，路由失败则消息失败

3.4、Fanout Exchange

Fanout Exchange会将接收到的消息路由到每一个跟其绑定的queue

利用SpringAMQP演示FanoutExchange的使用：
实现思路如下：
1、consumer服务中，利用代码声明队列，并将队列与交换机绑定
2、consumer服务中，编写两个消费者方法，分析监听fanout.queue1和fanout.queue2两个队列
3、在publisher中编写测试方法，向itcast.fanout发送消息

3.4.1、声明队列和交换机

在consumer服务声明Exchange、Queue、Binding

Spring提供了一个接口Exchange，来表示所有不同类型的交换机：

在consumer服务中创建一个类，添加@configuration注解，并声明FanoutExchange、Queue和绑定关系队形Binding

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("itcast.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);
    }
}

3.4.2、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 = "itcast.fanout";
    // 消息
    String message = "hello, everyone!";
    rabbitTemplate.convertAndSend(exchangeName, "", message);
}

3.4.3、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 + "】");
}

3.4.4、总结

交换机的作用：
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

3.5、Direct 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）

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BIndkey与消息RoutingKey一致的队列

案例：

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itcast. direct发送消息

实现思路如下：
1、利用@RabbitListener声明Exchange、Queue、RoutingKey
2、在consumer服务中，编写两个测试方法，向itcast.direct发送消息
3、在publisher中编写测试方法，向itcast.direct发送消息

3.5.1、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 = "itcast.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 = "itcast.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 + "】");
}

3.5.2、消息发送

@Test
public void testSendDirectExchange() {
    // 交换机名称
    String exchangeName = "itcast.direct";
    // 消息
    String message = "msg";
    // 发送消息
    rabbitTemplate.convertAndSend(exchangeName, "red", message);
}

3.6、Topic Exchange

Topic Exchange与DirectExchange类似，区别在于routingKey必须是多个单词列表，并且以 . 分割，例如： item.insert

Queue与Exchange指定BindingKey时可以使用通配符：
#：代指0个或多个单词
*：代指一个单词

案例需求：

实现思路如下：
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

3.6.2、消息发送

在publisher服务的SpringAmqpTest类中添加测试方法：

@Test
public void testSendTopicExchange() {
    // 交换机名称
    String exchangeName = "itcast.topic";
    // 消息
    String message = "msg";
    // 发送消息
    rabbitTemplate.convertAndSend(exchangeName, "china.news", message);
}

3.6.3、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 = "itcast.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 = "itcast.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 + "】");
}

3.7、消息转换器

Spring会把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。

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

3.7.1、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);
}

发送消息后查看控制台：

3.7.2、配置JSON转换器

DK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.dataformat</groupId>
    <artifactId>jackson-dataformat-xml</artifactId>
    <version>2.9.10</version>
</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();
}

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RabbitMQ 基础

# RabbitMQ

# 1.初识MQ

# 1.1、同步和异步通讯

# 1.1.1、同步通讯

# 1.1.2、异步通讯

# 1.2、技术对比

# 2、RabbitMQ入门

# 2.1、安装RabbitMQ

# 2.1.1、单机部署

# 1）下载镜像

# 2）安装MQ

# 2.1.2、集群部署

# 1）集群分类

# 2）设置网络

# 2.2、RabbitMQ消息模型

# 2.3、HelloWorld案例

# 2.4、publisher实现

# 2.5、consumer实现

# 2.6、总结

# 3、SpringAMQP

# 3.1、Basic Queue

# 3.1.1、引入依赖

# 3.1.2、消息发送

# 3.1.2、消息接收

# 3.2、Work Queue

# 3.2.1、消息发送

# 3.2.2、消息接收

# 3.2.4、能者多劳

# 总结

# 3.3、发布/订阅

# 3.4、Fanout Exchange

# 3.4.1、声明队列和交换机

# 3.4.2、消息发送

# 3.4.3、消息接收

# 3.4.4、总结

# 3.5、Direct Exchange

# 3.5.1、基于注解声明队列和交换机

# 3.5.2、消息发送

# 3.6、Topic Exchange

# 3.6.2、消息发送

# 3.6.3、消息接收

# 3.7、消息转换器

# 3.7.1、测试默认转换器

# 3.7.2、配置JSON转换器

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