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（二）什么是SpringAMQP

2022-02-14 21:09 495 查看

（一）什么是RabbitMQ

3.SpringAMQP

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。

SpringAmqp的官方地址：https://spring.io/projects/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

3.1.Basic Queue 简单队列模型

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>

3.1.1.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: itcast # 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 cn.itcast.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);
}
}

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 # 主机名
port: 5672 # 端口
virtual-host: / # 虚拟主机
username: itcast # 用户名
password: 123321 # 密码

然后在consumer服务的

cn.itcast.mq.listener
包中新建一个类SpringRabbitListener，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")
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

3.2.WorkQueue

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。

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

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
rabbitTemplate.convertAndSend(queueName, message + i);
Thread.sleep(20);
}
}

3.2.2.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。

3.2.3.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。

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。

3.2.4.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

3.2.5.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

3.3.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！

    3.4.Fanout

    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：

    • 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，交换机来决定要发给哪个队列，生产者无法决定
    • 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：

    • 创建一个交换机 itcast.fanout，类型是Fanout
    • 创建两个队列fanout.queue1和fanout.queue2，绑定到交换机itcast.fanout

    3.4.1.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：

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-RIL6ZSvb-1644843724190)(D:\桌面\黑马\springcloud\day04-MQ\讲义\assets\image-20210717165552676.png)]

    在consumer中创建一个类，声明队列和交换机：

    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

    3.5.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

    案例需求如下：

    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direct.queue1和direct.queue2

    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 = "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

    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 = "itcast.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);
}

    3.5.3.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

    3.6.Topic

    3.6.1.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

    案例需求：

    实现思路如下：

    1. 并利用@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：

    /**
* topicExchange
*/
@Test
public void testSendTopicExchange() {
// 交换机名称
String exchangeName = "itcast.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);
}

    3.6.3.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 + "】");
}

    3.6.4.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

    3.7.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

    我们来测试一下。

    3.7.1.测试默认转换器

    我们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：

    3.7.2.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.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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