SpringCloud入门学习笔记7--消息中间件RabbitMQ

一、RabbitMQ简介

1.1 消息队列中间件

消息队列中间件是分布式系统中重要的组件，主要解决应用耦合，异步消息，流量削锋等问题实现高性能，高可用，可伸缩和最终一致性[架构] 使用较多的消息队列有ActiveMQ，RabbitMQ，ZeroMQ，Kafka，MetaMQ，RocketMQ

1.2 RabbitMQ

RabbitMQ 是一个由 Erlang 语言开发的 AMQP 的开源实现。
AMQP ：Advanced Message Queue，高级消息队列协议。它是应用层协议的一个开放标准，为面向消息的中间件设计，基于此协议的客户端与消息中间件可传递消息，并不受产品、开发语言等条件的限制。
RabbitMQ 最初起源于金融系统，用于在分布式系统中存储转发消息，在易用性、扩展性、高可用性等方面表现不俗。具体特点包括：
1.可靠性（Reliability）：RabbitMQ 使用一些机制来保证可靠性，如持久化、传输确认、发布确认。
2.灵活的路由（Flexible Routing）：在消息进入队列之前，通过 Exchange 来路由消息的。对于典型的路由功能，RabbitMQ
已经提供了一些内置的 Exchange 来实现。针对更复杂的路由功能，可以将多个Exchange 绑定在一起，也通过插件机制实现自己的 Exchange 。
3.消息集群（Clustering）：多个 RabbitMQ 服务器可以组成一个集群，形成一个逻辑 Broker 。
4.高可用（Highly Available Queues）：队列可以在集群中的机器上进行镜像，使得在部分节点出问题的情况下队列仍然可用。
5.多种协议（Multi-protocol）：RabbitMQ 支持多种消息队列协议，比如 STOMP、MQTT 等等。
6.多语言客户端（Many Clients）：RabbitMQ 几乎支持所有常用语言，比如 Java、.NET、Ruby 等等。
7.管理界面（Management UI）：RabbitMQ 提供了一个易用的用户界面，使得用户可以监控和管理消息 Broker 的许多方面。
8.跟踪机制（Tracing）：如果消息异常，RabbitMQ 提供了消息跟踪机制，使用者可以找出发生了什么。
9.插件机制（Plugin System）：RabbitMQ 提供了许多插件，来从多方面进行扩展，也可以编写自己的插件。

1.3 架构图与主要概念

1. 架构图

2. 主要概念 

RabbitMQ Server： 也叫broker server，它是一种传输服务。 他的角色就是维护一条从Producer到Consumer的路线，保证数据能够按照指定的方式进行传输。
Producer： 消息生产者，如图A、B、C，数据的发送方。消息生产者连接RabbitMQ服务器然后将消息投递到Exchange。
Consumer：消息消费者，如图1、2、3，数据的接收方。消息消费者订阅队列，RabbitMQ将Queue中的消息发送到消息消费者。
Exchange：生产者将消息发送到Exchange（交换器），由Exchange将消息路由到一个或多个Queue中（或者丢弃）。Exchange并不存储消息。RabbitMQ中的Exchange有direct、fanout、topic、headers四种类型，每种类型对应不同的路由规则。
Queue：（队列）是RabbitMQ的内部对象，用于存储消息。消息消费者就是通过订阅队列来获取消息的，RabbitMQ中的消息都只能存储在Queue中，生产者生产消息并最终投递到Queue中，消费者可以从Queue中获取消息并消费。多个消费者可以订阅同一个Queue，这时Queue中的消息会被平均分摊给多个消费者进行处理，而不是每个消费者都收到所有的消息并处理。
RoutingKey：生产者在将消息发送给Exchange的时候，一般会指定一个routing key，来指定这个消息的路由规则，而这个routing key需要与Exchange Type及binding key联合使用才能最终生效。在Exchange Type与binding key固定的情况下（在正常使用时一般这些内容都是固定配置好的），我们的生产者就可以在发送消息给Exchange时，通过指定routing key来决定消息流向哪里。RabbitMQ为routing key设定的长度限制为255bytes。
Connection： （连接）：Producer和Consumer都是通过TCP连接到RabbitMQ Server的。以后我们可以看到，程序的起始处就是建立这个TCP连接。
Channels： （信道）：它建立在上述的TCP连接中。数据流动都是在Channel中进行的。也就是说，一般情况是程序起始建立TCP连接，第二步就是建立这个Channel。VirtualHost：权限控制的基本单位，一个VirtualHost里面有若干Exchange和MessageQueue，以及指定被哪些user使用。

二、windows环境下RabbitMQ安装与启动

（1）下载并安装Eralng（以管理员身份运行安装）

（2）下载并安装rabbitmq

（3）安装管理界面（插件）

操作步骤：

1. 打开cmd命令界面，进入到你的rabbitmq安装目录的sbin目录下，我的目录如下

2. 输入命令：rabbitmq‐plugins enable rabbitmq_management

3. 重新启动服务
4. 打开浏览器，地址栏输入http://127.0.0.1:15672   即可看到管理界面的登陆页面

输入账号和密码（均为guest）进入到主界面

 界面最上侧的导航依次是：概览、连接、信道、交换器、队列、用户管理

三、RabbitMQ消息处理的三种模式

3.1 直接模式（Direct）

需要将消息发给唯一一个节点时使用这种模式，这是最简单的一种形式。

任何发送到Direct Exchange的消息都会被转发到RouteKey中指定的Queue。
1.一般情况可以使用rabbitMQ自带的Exchange：" "(该Exchange的名字为空字符串)。
2.这种模式下不需要将Exchange进行任何绑定(binding)操作。
3.消息传递时需要一个“RouteKey”，可以简单的理解为要发送到的队列名字。
4.如果vhost中不存在RouteKey中指定的队列名，则该消息会被抛弃。

直接模式实现：

（1）新建一个消息队列

登录RabbitMQ管理界面，点击Queues然后点击Add a new queues，新建name为test1的队列

（2）代码实现-消息生产者

1. 右键点击父工程>new>module创建demo_rabbitMQ模块

2. pom.xml引入依赖

[code]    <dependencies>
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-amqp</artifactId>
</dependency>
</dependencies>

3. 编写配置文件application.yml

[code]server:
port: 8003
spring:
rabbitmq:
host: 127.0.0.1

4. 编写启动类

5. 在test包下编写测试类 MqTest

6. 目前消息队列里面是没有消息记录的：

 下面我们启动测试类，后台启动成功

 消息队列已经成功接收到消息：

（3）代码实现-消息消费者

1. 新建customer包，编写 Customer1

 2. 运行启动类，可以在控制台看到刚才发送的消息

 队列里面的消息已被消费掉

 你可以通过修改端口号同时启动多个消息消费者来进行测试，会发现RabbitMQ消息的处理是做了负载均衡的。

3.2 分列模式（Fanout） 

当我们需要将消息一次发给多个队列时，需要使用这种模式。如下图：

任何发送到Fanout Exchange的消息都会被转发到与该Exchange绑定(Binding)的所有Queue上。
1.可以理解为路由表的模式
2.这种模式不需要RouteKey
3.这种模式需要提前将Exchange与Queue进行绑定，一个Exchange可以绑定多个Queue，一个Queue可以同多个Exchange进行绑定
4.如果接受到消息的Exchange没有与任何Queue绑定，则消息会被抛弃

分裂模式实现：

（1）交换器绑定队列

1. 在queue中添加队列 test2 和 test3 

2. 新建交换器 exchange1

点击新建完成的交换器进入到管理界面，点击Bindings将队列test1、test2、test3与交换器绑定

绑定后界面如下：

（2）代码实现-消息生产者

1. MqTest类 添加方法：

（3）代码实现-消息消费者

1. 新建消费者 Customer2 和 Customer3

重启服务 ，启动测试类：

 三个队列都接收到了消息。

3.3 主题模式（Topic） 

主题模式下，任何发送到Topic Exchange的消息都会被转发到所有关心RouteKey中指定话题的Queue上

如上图所示：
此类交换器使得来自不同的源头的消息可以到达一个对列，其实说的更明白一点就是模糊匹配的意思，例如：上图中红色对列的routekey为usa.#，#代表匹配任意字符，但是要想消息能到达此对列，usa.必须匹配后面的#好可以随意。图中usa.news
usa.weather,都能找到红色队列，符号 # 匹配一个或多个词，符号 * 匹配不多不少一个词。因此 usa.# 能够匹配到usa.news.XXX ，但是 usa.* 只会匹配到 usa.XXX 。

注：
交换器说到底是一个名称与队列绑定的列表。当消息发布到交换器时，实际上是由你所连接的信道，将消息路由键同交换器上绑定的列表进行比较，最后路由消息。任何发送到Topic Exchange的消息都会被转发到所有关心RouteKey中指定话题的Queue上
1.这种模式较为复杂，简单来说，就是每个队列都有其关心的主题，所有的消息都带有一个“标题”(RouteKey)，Exchange会将消息转发到所有关注主题能与RouteKey模糊匹配的队列。
2.这种模式需要RouteKey，也许要提前绑定Exchange与Queue。
3.在进行绑定时，要提供一个该队列关心的主题，如“#.log.#”表示该队列关心所有涉及log的消息(一个RouteKe为”MQ.log.error”的消息会被转发到该队列)。
4.“#”表示0个或若干个关键字，“”表示一个关键字。如“log.”能与“log.warn”匹配，无法与“log.warn.timeout”匹配；但是“log.#”能与上述两者匹配。
5.同样，如果Exchange没有发现能够与RouteKey匹配的Queue，则会抛弃此消息

主题模式实现：

（1）创建队列与绑定

1. 新建一个交换器 ，类型选择topic

创建完成后点击该交换器进入到管理界面：分别以不同的匹配规则绑定前面的三个队列

绑定完成后结果如下：

（2）代码实现

1. MqTest类 添加方法：

依次修改方法里面的rountingKey 为 test.xxx、xxx.log、test.log 进行测试，结果依次为：

测试结果符合我们交换器里面配置的匹配规则 。

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