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RabbitMQ由浅入深入门全总结(一)

写在最前面

距离上一次发文章已经很久了,其实这段时间一直也没有停笔,只不过在忙着找工作还有学校结课的事情,重新弄了一下博客,后面也会陆陆续续会把文章最近更新出来~

  • 这篇文章有点长,就分了两篇
  • PS:那个Github上Java知识问答的文章也没有停笔,最近也会陆续更新

文章目录:

1. 浅浅道来

1.1 什么是中间件?

IDC(互联网数据中心)的定义:中间件是一种独立的系统软件服务程序,分布式应用软件借助这种软件在不同的技术之间共享资源,中间件位于客户机服务器的操作系统之上,管理计算资源和网络通信。

首先,中间件是某一类软件的总称,而不是某一种具体的软件。它是一种位于平台(操作系统硬件) 和 应用程序之间的通用服务,它屏蔽了底层操作系统的各种复杂性,减轻了开发人员的技术负担,同时它的设计不针对某一具体目标,而是提供具有普遍通用特点的功能模块服务,这些服务具有标准的程序接口和协议,根据平台的不同,也可以有不同的实现。

通俗的例子(仅供参考,并不算完全一致):

  • 我开了一家咖啡店,我身边有 A B C 等 n 家咖啡豆的供应商,但是我肯定要挑选价格又实惠,质量还不错的豆子,但是市场是受到多方面因素波动的,可能我现在的选择,在一段时间后已经不是最佳选项了。所以我专门找到一家市场中介,让他帮我操心这一摊子事情,我只和你说清价格和质量要求,你去找就是了,过程我一点也不操心。这个中介的概念,就类似中间件的

1.1.1 分布式的概念(补充)

这一段,来自我之前写的 Dubbo 入门的那篇文章哈

在百度以及维基中的定义都相对专业且晦涩,大部分博客或者教程经常会使用《分布式系统原理和范型》中的定义,即:“分布式系统是若干独立计算机的集合,这些计算机对于用户来说就像是单个相关系统”

下面我们用一些篇幅来通俗的解释一下什么叫做分布式

1.1.1.1 什么是集中式系统

提到分布式,不得不提的就是 “集中式系统”,这个概念最好理解了,它就是将功能,程序等安装在同一台设备上,就由这一台主机设备向外提供服务

举个最简单的例子:你拿一台PC主机,将其改装成了一台简单的服务器,配置好各种内容后,你将MySQL,Web服务器,FTP,Nginx 等等,全部安装在其中,打包部署项目后,就可以对外提供服务了,但是一旦这台机器无论是软件还是硬件出现了问题,整个系统都会受到严重的牵连错误,鸡蛋放在一个篮子里,要打就全打了

1.1.12 什么是分布式系统

既然集中式系统有这样一种牵一发而动全身的问题,那么分布式的其中一个作用,自然是来解决这样的问题了,正如定义中所知,分布式系统在用户的体验感官里,就像传统的单系统一样,一些变化都是这个系统本身内部进行的,对于用户并没有什么太大的感觉

例如:淘宝,京东这种大型电商平台,它们的主机都是数以万计的,否则根本没法处理大量的数据和请求,具体其中有什么划分,以及操作,我们下面会说到,但是对于用户的我们,我们不需要也不想关心这些,我们仍可以单纯的认为,我们面对的就是 “淘宝” 这一台 “主机”

所以分布式的一个相对专业一些的说法是这样的(进程粒度)两个或者多个程序,分别运行在不同的主机进程上,它们互相配合协调,完成共同的功能,那么这几个程序之间构成的系统就可以叫做分布式系统

  • 这几者都是相同的程序 —— 分布式
  • 这几者都是不同的程序 —— 集群
## 1.2 什么是消息中间件/消息队列(MQ)

消息中间件,顾名思义就是用来处理消息相关服务的中间件,它提供了一种系统之间通信交互的通道,例如发送方只需要把想传输的信息交给消息中间件,而发送的协议,方式,发送过程中出现的网络,故障等等问题,都由中间件进行处理,因此它负责保证信息的可靠传输。

所以消息中间件,就是一种用来接受数据,存储数据,发送数据的技术,它提供了各种功能,可以实现消息的高可用,高可靠,也提供了很好的容错机制等。可以程序对系统资源的占用,以及传输效率的提升有很大帮助。

- 常说的 MQ 就是指消息队列,即 Message Quene,常见的消息队列有,经典的 ActivieMQ,热门的 Kafka,阿里的 RocketMQ 等等,以及这里讲解的 RabbitMQ。
  • 不同的 MQ 有着不同的特点,以及其更加擅长的方向,倒也说不上谁好谁坏,只有谁更合适。

1.2.1 消息队列应用场景

根据业务的需要,其实它可以有多种应用场景,例如解耦,削峰填谷,广播等,我们举两个场景来梳理一下简单的过程

1.2.1.1 业务解耦

最近在考虑买几本书看,就以买书下订单举例,当我点击购买之后,可能会有这么一串业务逻辑执行,① 减去库存容量 ② 生成订单 ③ 支付 ④ 更新订单状态 ⑤ 发送购买成功短信 ⑥ 更新商品快递揽收状态。在初期阶段,我们完全可以让这些业务同步执行,但是后期为了提升效率,就可以将需要立即执行的任务和可稍缓执行的任务进行分离,例如 ⑤ 发送购买成功短信 ⑥ 更新商品快递揽收状态,都可以考虑异执行。在主流程执行结束后,这些可稍缓的业务可以通过给 MQ 发送消息,就判定已经执行,保证流程先结束。然后再通过拉取 MQ 消息,或者 MQ 主动推送去异步执行其他的业务。

1.2.1.2 削峰填谷

例如发送一条带有已读未读标识的公告信息,所以需要对每一个用户都写一条这样的公告消息,例如存到 MongoDB 中,即便 MongoDB 也支撑不下来瞬时写入百万、千万记录的情况,所以可以考虑使用消息队列。比如说我们可以在Java后端系统上面,用异步多线程的方法,向消息队列MQ中发送消息,这样Web系统发布公告消息的时候就不占用数据库正常的 CRUD 操作。系统消息保存在消息队列中,我们只是用它来做削峰填谷,系统消息最终还是要存储在数据库上面。于是我们可以这样设计,在用户登陆系统的时候,用异步线程从消息队列MQ中,接收该用户的系统消息,然后把系统消息存储在数据库中,最后消息队列MQ中的该条消息自动删除。因为用户的错峰登录,所以往数据库中写入消息的任务也变成了错峰写入。

1.3 什么是 RabbitMQ

RabbitMQ 是一个使用 Erlang 语言编写,且遵循 AMQP协议的开源消息队列系统,支持多种客户端(语言),用于在分布式系统中存储消息,转发消息,具有高可用,高可扩性,易用性等特征。

更详细的介绍可以直接看一下官网:

总之这就是一种常见的消息队列,它的这些特点,都会在后面逐条讲解到,我们首先从入门下载安装部分先说起,然后再到使用。

2. 下载与安装

一般来说,安装的方式有手动安装和 Docker 安装,大部分场景下,都会使用 Docker 安装,但是作为学习阶段,如果不是特别着急,学习一下手动安装,也不是什么坏事。

注:云服务器和虚拟机都可以,演示的 Linux 版本为 CentOS 7.9

2.1 手动安装

2.1.1 下载安装过程

注:可以在 Linux 中通过 yum 直接下载安装,这里选择了在自己的 Windows 主机先下载文件,然后再通过 FTP 传到 Linux 上,直接安装。可以避免虚拟机上因为网络而造成的一些下载问题。

  1. 首先打开官网的下载目录,然后根据自己 Linux 的版本,选择版本。

  1. 因为 RabbitMQ 是 Erlang 语言编写的,所以还需要提供 Erlang 环境,接着去下载 Erlang。

3. 将文件上传到 Linux 中(我这里指定位置是 /usr/local/bin/rabbitmq ,可以自己更改选择) - 现在很多 Shell 软件都自带内置的 FTP 上传,例如 FinalShell,MobaXterm 等等 - 上传后的文件和目录位置如下
[root@centos7 rabbitmq]# ls
esl-erlang_23.2.3-1_centos_7_amd64.rpm  rabbitmq-server-3.8.14-1.el7.noarch.rpm
[root@centos7 rabbitmq]# pwd
/usr/local/bin/rabbitmq
复制代码
  1. 安装 Erlang 、Socat 和 RabbitMQ
    • Erlang 、Socat 都是 RabbitMQ 所依赖的
# 安装 Erlang,安装后执行 erl -v 显示版本号则代表成功
rpm -ivh esl-erlang_23.2.3-1_centos_7_amd64.rpm

# 安装 Socat 这里没有下载源文件,而是直接通过 yum 在线安装,因为它并不大
yum install -y socat

# 安装 RabbitMQ
rpm -ivh rabbitmq-server-3.8.14-1.el7.noarch.rpm
复制代码
  1. 安装结束,启动服务查看 RabbitMQ 是否可以启动成功
# 启动服务
systemctl start rabbitmq-server
# 开机自启
systemctl enable rabbitmq-server
# 停止服务
systemctl stop rabbitmq-server
# 查看服务状态
systemctl status rabbitmq-server.service
复制代码

如图所示,即安装启动成功

若安装错误,处理参考:

2.1.2 配置 Web 界面管理

上面的安装其实已经结束了,但是 RabbitMQ 提供给了我们一个 Web 形式的管理界面,默认是没有的,需要进行安装。

  1. 安装 Web 管理插件,然后重启服务
# 安装命令
rabbitmq-plugins enable rabbitmq_management

# 重启服务
systemctl restart rabbitmq-server
复制代码
  1. 一定要开放 Linux 防火墙 的 15672 端口,否则就会无法访问,在学习阶段,你甚至可以去查询命令把防火墙关掉
    • 对应服务器(阿里云,腾讯云等)就是在安全组中开放 15672 端口
    • 访问 Linux IP:15672 ,例如 http://192.168.122.1:15672
# 查询 15672 是否开放,一般默认都是 no
firewall-cmd --query-port=15672/tcp
# 开放指定端口 15672 
firewall-cmd --add-port=15672/tcp --permanent
# 重新载入
firewall-cmd --reload
# 再次查询,结果就是 yes 了
firewall-cmd --query-port=15672/tcp
复制代码
  1. 添加远程登录的账户

    • RabbitMQ 有一个默认账号和密码都是 guest 但是只能在 localhost 下访问
# 新增用户 用户名和密码都是 admin
rabbitmqctl add_user admin admin
复制代码
  1. 为远程登录的账户添加权限
    • administrator(超级管理员):登录控制台、查看所有信息、操作用户、操作策略
    • monitoring(监控者): 登录控制台、查看所有信息
    • policymaker(策略制定者): 登录控制台、指定策略
    • managment(普通管理员): 登录控制台
# 设置用户分配操作权限,admin 用户的权限为 administrator
rabbitmqctl set_user_tags admin administrator
复制代码
  1. 为用户添加资源权限
    • 因为 admin 已经是超级管理员权限了,所以其实不分配资源权限也可以,会默认去做。
# 命令格式为: set_permissions [-p <vhostpath>] <user> <conf> <write> <read>
# 这里即为 admin 用户开启 配置文件和读写的权限
rabbitmqctl set_permissions -p / admin ".*"".*"".*"
复制代码
  1. 访问 Linux IP:15672 ,例如 http://192.168.122.1:15672 ,输入刚才设置好的用户名密码 admin
    • 如图:访问成功

2.1.2.1 命令小结

  1. 添加用户:rabbitmqctl add_user <username> <password>
  2. 修改密码:rabbitmqctl change_password <username> <newpass>
  3. 删除用户:rabbitmqctl delete_user <username>
  4. 用户列表:rabbitmqctl list_users
  5. 设置用户角色:rabbitmqctl set_user_tags <username> <tag1,tag2>
  6. 删除用户所有角色:rabbitmqctl set_user_tags <username>
  7. 为用户添加资源权限:set_permissions [-p <vhostpath>] <user> <conf> <write> <read>

使用:输入 rabbitmqctl ,则会提示可能使用的命令,然后 使用 rabbitmqctl hepl <命令> 可以查看具体命令的使用方法和参数。

2.1.3 简单介绍 Web 界面管理

  • Connections(连接):此处用来管理与 RabbitMQ 建立连接后的生产者和消费者
  • Channels(通道):连接建立后,会形成通道,消息的投递获取依赖通道。
  • Exchanges(交换机):用来实现消息的路由
  • Queues(队列):存放消息的队列,消息等待被消费,消费后被移除队列。
  • Admin(管理):用于对管理用户,以及对应权限进行设置,如下图所示

Tags 就是用来指定用户的角色

  • administrator(超级管理员):登录控制台、查看所有信息、操作用户、操作策略
  • monitoring(监控者): 登录控制台、查看所有信息
  • policymaker(策略制定者): 登录控制台、指定策略
  • managment(普通管理员): 登录控制台

2.2 Docker 安装

在 Docker 中安装 RabbitMQ 不需要自己去考虑版本,环境等的各种冲突不兼容问题,是非常便捷的,我演示的这台虚拟机是一个 CentOS 7.9 裸机,所以我们从更新 yum,到安装 Docker 和 安装 RabbitMQ 按步骤都讲一下

2.2.1 配置 yum

  1. 更新 yum 到最新版
# 更新 yum
yum update

# 检查yum依赖的几个包 yum-utils 提供 yum-config-manager 功能, 后面两个是 devicemapper 用到的
yum install -y yum-utils device-mapper-persistent-data lvm2
复制代码
  1. 设置 yum 源为阿里云
yum-config-manager --add-repo http://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo
复制代码

2.2.2 安装 docker

2.2.2.1 步骤

  1. 使用 yum 安装 docker
    • docker-ce 是社区版的意思,ee为企业版
yum install docker-ce -y
复制代码
  1. 通过查看版本,检查安装是否成功
docker -v
复制代码
  1. Docker 镜像加速(这里 <你的ID >要换成自己的哈)
sudo mkdir -p /etc/docker
sudo tee /etc/docker/daemon.json <<-'EOF'
{
  "registry-mirrors": ["https://<你的ID>.mirror.aliyuncs.com"]
}
EOF
sudo systemctl daemon-reload
sudo systemctl restart docker
复制代码
  • 国内从 DockerHub 拉取镜像有时会遇到困难,此时可以配置镜像加速器。Docker 官方和国内很多云服务商都提供了国内加速器服务,例如:

    当配置某一个加速器地址之后,若发现拉取不到镜像,请切换到另一个加速器地址。国内各大云服务商均提供了 Docker 镜像加速服务,建议根据运行 Docker 的云平台选择对应的镜像加速服务。

    阿里云镜像获取地址:cr.console.aliyun.com/cn-hangzhou…

2.2.2.2 Docker 常见命令

2.2.2.2.1 管理命令

  • 就启动,停止,重启这些简单的命令使用 service 也是可以的,systemctl 功能稍微强大一些
# 启动 docker
systemctl docker start
# 停止 docker
systemctl docker stop
# 重启 docker
systemctl docker restart
# 查看 docker 状态
systemctl status docker
# 开机自启
systemctl enable docker
systemctl unenable docker
复制代码

2.2.2.2.2 镜像命令

# 导入镜像文件
docker load < xxx.tar.gz
# 查看安装的镜像
docker images
# 删除镜像
docker rmi 镜像名
复制代码

2.2.3 安装 RabbitMQ (任选其一)

注:直接用 2.2.3.2 一句话安装 会更好一些

2.2.3.1 一步一步安装

  1. 获取 RabbitMQ 的镜像
docker pull rabbitmq:management
复制代码
  1. 创建并运行容器(具体参数在 3 中介绍)
docker run -id --name 容器名 -p 15672:15672 -p 5672:5672 rabbitmq:management
复制代码

2.2.3.2 一句话安装

上面的安装方式,就是先获取到 RabbitMQ 镜像后再开始安装,这里是没有问题的,创建时会有一个问题,因为我们要安装 management 也就是它的 web 管理,如果不做一些处理,默认装好的是没有用户的,所以还需要像前面一样自己进去配置,而 Docker Hub 已经给出了我们配置的示例,即使用 -e 代表配置,使用 RABBITMQ_DEFAULT_USERRABBITMQ_DEFAULT_PASS 配置用户名和密码

更多请查看 Docker Hub 官方给予例子中的 Setting default user and password 章节

registry.hub.docker.com/_/rabbitmq/

  1. 执行安装
docker run -di --name myrabbitmq -e RABBITMQ_DEFAULT_USER=admin -e RABBITMQ_DEFAULT_PASS=admin -p 15672:15672 -p 5672:5672 -p 25672:25672 -p 61613:61613 -p 1883:1883 rabbitmq:management
复制代码
  1. 通过容器状态,查看是否运行成功
# 查看容器运行状态
docker ps -a
# 启动
docker start 容器名
# 停止
docker stop 容器名
# 退出命令行,不停止
exit
# 进入到node容器(如果开启了 -t 的情况)
docker exec -it 容器名 bash
复制代码

2.2.3.2.1 参数介绍

下面分别讲解一下这些参数的说明:

  • -i:表示运行容器。

  • -t:表示为容器保留交互的方式(命令行),即分配一个伪终端。所以常常会见到 -it 这样的搭配。

  • --name :为容器起个名字。

  • -v:表示目录映射关系(前者是宿主机目录,后者是映射到宿主机上的目录),可以使用多个 -v 做多个目录或文件映射。注意:推荐做目录映射,在宿主机上做修改,然后共享到容器上。

  • -d:表示创建一个守护式容器在后台运行(这样创建容器后不会自动登录容器,如果只加 -i -t 两个参数,创建后就会自动进去容器),即后端挂起运行。

  • -p:表示端口映射,前者是宿主机端口,后者是容器内的映射端口。可以使用多个 -p 做多个端口映射,只有做了端口映射,才能被外界访问。

给大家举个例子:

# 创建容器,把容器 3000 端口映射到宿主机 3000 端口,把/demo映射到宿主机的/demo  face是我下载好的一个现成的镜像
docker run -d -it -p 3000:3000 -v /demo:/demo --name node face

# 例如,名为 node 的镜像中有一个需要执行的 python 程序,就可以通过如下命令进入刚才分配到的命令行中去执行这个程序
docker exec -it node bash
复制代码
  • 因为使用了 -t 这个参数,所以可以分配到一个伪终端,通过 docker exec -it 容器名 bash 进入命令行

  • -v 目录映射后,进入容器后,也会有一个一模一样的 demo 文件夹,例如在其中可以执行 python 程序

2.2.3.2.1 端口介绍

4369 :erlang发现端口

5672:client端通信端口

15672:管理界面ui端口

25672:server间内部通信端口

61613:不带TLS和带TLS的STOMP客户端

1883:不启用和启用TLS的MQTT客户端

比较关键的就是 5672 和 15672

更多端口详情可以访问官网文档

注:如果要通过远程连接,例如访问 web 管理页面的 15672 端口,Java 客户端连接的 5672 端口, 一定要进行一个开放操作,否则都连接不到。

  • 以下为基于 CentOS 7.9 开放 15672 端口的例子
# 查询 15672 是否开放,一般默认都是 no
firewall-cmd --query-port=15672/tcp
# 开放指定端口 15672 
firewall-cmd --add-port=15672/tcp --permanent
# 重新载入
firewall-cmd --reload
# 再次查询,结果就是 yes 了
firewall-cmd --query-port=15672/tcp
复制代码
  • 以下是关闭防火墙的命令
systemctl disable firewalld
systemctl stop firewalld   
复制代码

3. RabbitMQ 协议和模型

安装结束后,就要进入主题,即用 Java 或者 Springboot 代码来实现 RabbitMQ的几种方式,但是想要很好的理解这几种路由交换方式,就需要对它的协议和架构模型有所了解。

3.1 协议

3.1.1 什么是协议?

协议,网络协议的简称,网络协议是通信计算机双方必须共同遵从的一组约定。如怎么样建立连接、怎么样互相识别等。只有遵守这个约定,计算机之间才能相互通信交流。它的三要素是:语法、语义、时序。

为了使数据在网络上从源到达目的,网络通信的参与方必须遵循相同的规则,这套规则称为协议(protocol),它最终体现为在网络上传输的数据包的格式。

3.1.1.1 网络协议的三要素

  1. 语法:数据与控制信息的结构和格式,以及数据出现的顺序。
  2. 语义:解释控制信息每个部分的意义,以及规定了需要发出何种控制信息以及完成的动作做出何种响应。
  3. 时序:对事件发生顺序的详细说明。

人们形象地把这三个要素描述为:做什么,怎么做,做的顺序。

举个例子 HTTP 协议

语法:HTTP 规定了请求报文和响应报文的格式 语义:客户端主动发起请求称为请求,服务端随之返回数据,称为响应 时序: 一个请求对应一个响应,而且先有请求后有响应

3.1.1.1.1 面试题:为什么消息中间件不直接使用 HTTP 协议

对于一个消息中间件来说,其主要责任就是负责数据传递,存储,分发,高性能和简洁才是我们所追求的,而 HTTP 请求报文头和响应报文头是比较复杂的,包含了Cookie,数据的加密解密,窗台吗,响应码等附加的功能,我们并不需要这么复杂的功能。

同时大部分情况下 HTTP 大部分都是短链接,在实际的交互过程中,一个请求到响应都很有可能会中断,中断以后就不会执行持久化,就会造成请求的丢失。这样就不利于消息中间件的业务场景,因为消息中间件可能是一个长期的获取信息的过程,出现问题和故障要对数据或消息执行持久化等,目的是为了保证消息和数据的高可靠和稳健的运行

3.1.2 RabbitMQ 的 AMQP 协议

RabbitMQ 的使用的协议是 AMQP(advanced message queuing protocol),它在2003年时被提出,最早用于解决金融领不同平台之间的消息传递交互问题。

AMQP 更准确的说是一种 binary wire-level protocol(链接协议)。这是其和 JMS 的本质差别,AMQP 不从 API 层进行限定,而是直接定义网络交换的数据格式。这使得实现了AMQP的 Provider(Producer) 天然性就是跨平台的。

相比较其它消息协议,其特性为:

  1. 分布式事务支持
  2. 消息的持久化支持
  3. 高性能和高可靠的消息处理优势

3.1.3 架构模型

想要学习后面的几种消息具体的发送模式,这个模型图就必须理解清楚,因为这几种方式就是对这个模型不同程度的选择和缩减

- `Producer`:消息的生产者(发送消息的程序)。
  • Connection:应用程序与Broker之间的网络连接。

  • Channel:信道,即信息传输的通道,可以建立多个 Channel,每个 Channel 代表一个会话任务。

    • 信道是建立在 TCP 连接内的虚拟连接,信息的读写都通过信道传输,因为对于操纵系统而言,建立和销毁 TCP 是非常昂贵的,所以引入了信道的概念,以复用一条 TCP 连接。
  • Broker(Server) :标识消息队列服务器实体,例如这里就是 RabbitMQ Server。

  • Virtual Host:虚拟主机,一个 Broker 中可以设置多个 Virtual Host,用作不同用户的权限隔离。

    • Broker 可以理解为整个数据库服务,而 Virtual Host 就是其中每个数据库的感觉,不同项目可以对应不同的数据库,其中有着项目所属的业务表等等。
    • 每个 Virtual Host 中,可以有若干个 Exchange 和 Queue。
  • Exchange:交换机,用来接收生产者发送的消息,然后将这些消息根据路由键发送到队列。

  • Binding:Exchange 和 Queue 之间的虚拟连接,Binding 中可以包括多个 Routing key。

  • Routing key:路由规则,虚拟机用它来确认如何路由一个特定消息。

  • Queue:消息队列,它是消息的容器,用来保存消息,每一条消息都能传入一个或者多个队列中,等待消费者消费,即取出这个消息。

  • Consumer:消息的消费者(接收消息的程序)。

4. Java 实现 RabbitMQ

4.1 环境搭建

官网介绍几种模型:www.rabbitmq.com/getstarted.…

截止目前为止,官网一共提供了 7 中模型的介绍,我们主要介绍前五种基本的模式,也有人将 Direct 和 Topic模式都归入 Routing 模式,也可以看做四大种。

4.1.1 创建 Java 项目

首先创建好一个不使用骨架的 Maven 项目,然后引入 RabbitMQ 依赖,还有单元测试依赖即可

<dependency>
   <groupId>com.rabbitmq</groupId>
    <artifactId>amqp-client</artifactId>
    <version>5.10.0</version>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>junit</groupId>
    <artifactId>junit</artifactId>
    <version>4.11</version>
</dependency>
复制代码

4.1.2 创建虚拟主机(可选)

在这里,我们创建了一个新的 Virtual Hosts,用来为这个Java项目服务,大家还可以创建一个新的用户,然后对其开启这个 Virtual Hosts 的访问权限(即将虚拟主机与用户绑定)。我们这里还是用 admin(我之前创建的一个管理员权限用户) 来演示。

注:这部分不去做也可以,直接用 / 和 admin 用户也行

4.1.3 创建连接工具类

由于我们后面要演示多种例子,而每一次获取连接和释放连接、关闭资源等操作代码都是一致的,为了防止代码冗余,优化代码,更易理解,提取出一个工具类,这样大家将重心放在不同实现方式的对比上就行了。

  • RabbitMqUtil 工具类
public class RabbitMqUtil {
    /**
     * 主机名 即 Linux IP地址
     */
    private static String host = "";
    /**
     *  端口号 客户端访问默认都是 5672
     */
    private static int port = 0;
    /**
     * 虚拟主机 可以设置为默认的 / 或者自己创建出指定的虚拟主机
     */
    private static String virtualHost = "";
    /**
     * 用户名
     */
    private static String username = "";
    /**
     * 密码
     */
    private static String password = "";

    // 使用静态代码块为Properties对象赋值
    static {
        try {
            //实例化对象
            Properties properties = new Properties();
            //获取properties文件的流对象
            InputStream in = RabbitMqUtil.class.getClassLoader().getResourceAsStream("rabbitmq.properties");
            properties.load(in);
            // 分别获取 value
            host = properties.getProperty("host");
            port = Integer.parseInt(properties.getProperty("port"));
            virtualHost = properties.getProperty("virtualHost");
            username = properties.getProperty("username");
            password = properties.getProperty("password");

        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    /**
     * 获取连接
     *
     * @return 连接
     */
    public static Connection getConnection() {
        try {
            // 创建连接工厂
            ConnectionFactory connectionFactory = new ConnectionFactory();
            // 设置连接 rabbitmq 主机
            connectionFactory.setHost(host);
            // 设置端口号
            connectionFactory.setPort(port);
            // 设置连接的虚拟主机(数据库的感觉)
            connectionFactory.setVirtualHost(virtualHost);
            // 设置访问虚拟主机的用户名和密码
            connectionFactory.setUsername(username);
            connectionFactory.setPassword(password);
            // 返回一个新连接
            return connectionFactory.newConnection();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return null;
    }

    /**
     * 关闭通道和释放连接
     *
     * @param channel    channel
     * @param connection connection
     */
    public static void close(Channel channel, Connection connection) {
        try {
            if (channel != null) {
                channel.close();
            }
            if (connection != null) {
                connection.close();
            }
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}
复制代码
  • properties
host=192.168.122.1
port=5672
virtualHost=/rabbitmq_maven_01
username=admin
password=admin
复制代码

4.2 五种实现方式

说明:

  • 队列名,消息等等字符串内容,更推荐定义成变量传入,我文中都是直接写在参数中的,这种魔法值的写法,并不是很优美。
  • 生产者中使用了 Junit 单元测试,但是消费者中却在 main 函数中编写,这是因为,我们希望消费者处于一个持续运行等待的状态,如果使用 Junit 会导致,程序在执行一次后结束掉。
    • 除了在 main 函数中编写,还可以考虑使用 sleep 等待或者 while(true) 让程序不要直接终止掉。

4.2.1 简单队列模式(Hello Word)

- `Producer`:消息的生产者(发送消息的程序)。
  • Queue:消息队列,理解为一个容器,生产者向它发送消息,它把消息存储,等待消费者消费。
  • Consumer:消息的消费者(接收消息的程序)。

4.2.1.1 如何理解

由图所示,简单队列模式,一个生产者,经过一个队列,对应一个消费者。可以看做是点对点的一种传输方式,相较与 3.1.3 中的模型图,最主要的特点就是看不到 Exchange(交换机) 和 routekey(路由键) ,正是因为这种模式简单,所以并不会涉及到复杂的条件分发等等,因此也不需要用户去显式的考虑交换机和路由键的问题。

  • 但是要注意,这种模式并不是生产者直接对接队列,而是用了默认的交换机,默认的交换机会把消息发送到和 routekey 名称相同的队列中去,这也是我们在后面代码中在 routekey 位置填写了队列名称的原因

4.2.1.2 代码实现

4.2.1.2.1 生产者代码

public class Producer {
    @Test
    public void sendMessage() throws IOException, TimeoutException {
        // 通过工具类获取连接
        Connection connection = RabbitMqUtil.getConnection();
        // 获取连接通道
        Channel channel = connection.createChannel();
        // 通道绑定消息队列
        channel.queueDeclare("queue1",false,false,false,null);
        // 发布消息
        channel.basicPublish("","queue1",null,"This is rabbitmq message 001 !".getBytes());
        // 通过工具关闭channel和释放连接
        RabbitMqUtil.close(channel,connection);
    }
}
复制代码
  1. 通过工具类获取连接
  2. 获取连接通道:根据 3.1.3 的模型图可知,生产者需要在获取到连接后,再获取信道,才能去访问后面的交换机队列等。
  3. 通道绑定消息队列:绑定队列前,应该绑定交换机,但是此模式中隐蔽了交换机的概念,背后使用了默认的交换机,所以直接绑定队列。
    • queueDeclare 方法解释
      • 参数1:queue(队列名称),如果队列不存在,则自动创建。
      • 参数2:durable(队列是否持久化),持久化可以保证服务器重启后此队列仍然存在。
      • 参数3:exclusive(排他队列)即是否独占队列,如果此项为 true,该队列仅对首次申明它的连接可见,并在连接断开时自动删除。
      • 参数4:autoDelete(自动删除),最后一个消费者将消息消费完毕后,自动删除队列。
      • 参数5:arguments(携带附加属性)。
  4. 发布消息:此处可以指定消息队列的发送方法,以及内容等,因为此模式比较简单,所以没有涉及到全部参数,后面的模式会有详细的讲解
    • basicPublish 方法解释
      • 参数1:exchange(交换机名称)。
      • 参数2:routingKey(路由key),此处填写队列名,可理解为把消息发送到和 routekey 名称相同的队列中去。
      • 参数3:props(消息的控制状态),可以在此处控制消息的持久化。
        • 参数为:MessageProperties.PERSISTENT_TEXT_PLAIN
      • 参数4:body(消息主体),类型是一个字节数组,要转一下类型。
  5. 通过工具关闭channel和释放连接:先关闭通道,再释放连接。

4.2.1.2.2 消费者代码

public class Consumer {
    public static void main(String[] args) throws IOException, TimeoutException{
        // 通过工具类获取连接
        Connection connection = RabbitMqUtil.getConnection();
        // 获取连接通道
        Channel channel = connection.createChannel();
        // 通道绑定消息队列
        channel.queueDeclare("queue1", false, false, false, null);
        // 消费消息
        channel.basicConsume("queue1", true, new DefaultConsumer(channel) {
            @Override
            public void handleDelivery(String consumerTag, Envelope envelope, AMQP.BasicProperties properties, byte[] body) throws IOException {
                System.out.println("new String(body): " + new String(body));
            }
        });
    }
}
复制代码
  1. 通过工具类获取连接

  2. 获取连接通道

  3. 通道绑定消息队列

  4. 消费消息:此处用来指定消费哪个队列的消息,以及一些机制和回调

    • basicConsume 方法解释
      • 参数1:queue(队列名称),即消费哪个队列的消息 。
      • 参数2:autoAck(自动应答)开始消息的自动确认机制,只要消费了就从队列删除消息。
      • 参数3:callback(消费时的回调接口),callback 的类型是 Consumer 这里使用了 DefaultConsumer 就是 Consumer 的一个实现类。其中重写 handleDelivery 方法,就可以获取到消费的数据内容了,这里主要使用了其中的 body,即查看消息主体,其他三个参数暂时还没用到,有兴趣可以先打印输出一下,能先有个大概的了解。

4.2.2 工作队列模式(Work Queue)

  • Producer:消息的生产者(发送消息的程序)。

  • Queue:消息队列,理解为一个容器,生产者向它发送消息,它把消息存储,等待消费者消费。

  • Consumer:消息的消费者(接收消息的程序)。

    • 此处我们假设 Consumer1、Consumer2、Consumer3 分别为完成任务速度不一样快的消费者,这会引出此模式的一个重点问题。

4.2.2.1 如何理解

工作模式由图可以看出,就是在简单队列模式的基础上,增加了多个消费者,也就是让多个消费者绑定同一个队列,共同去消费,这样能解决简单队列模式中,如果生产速速远大于消费速度,而导致的消息堆积现象。

  • 因为消息被消费后就会消失,所以不必担心任务会重复执行。

4.2.2.2 代码实现

注:工作队列模式有两种

  1. 轮询模式:每个消费者均分消息
  2. 公平分发模式(能者多劳):按能力分发,处理速度快的分发的多,处理速度慢的分发的少

我们首先演示的是轮询模式,根据它的缺点,又能引出公平分发模式

下面只描述与上面有差异的部分,在简单模式中,这些基本的方法都有介绍过

4.2.2.2.1 轮询模式-生产者代码

public class Producer {
    @Test
    public void sendMessage() throws IOException, TimeoutException {
        // 通过工具类获取连接
        Connection connection = RabbitMqUtil.getConnection();
        // 获取连接通道
        Channel channel = connection.createChannel();
        // 通道绑定消息队列
        channel.queueDeclare("work", true, false, false, null);
        for (int i = 1; i <= 20; i++) {
            // 发布消息
            channel.basicPublish("", "work", null, (i + "号消息").getBytes());
        }
        // 通过工具关闭channel和释放连接
        RabbitMqUtil.close(channel, connection);
    }
}
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流程和简单队列模式基本一致,有一些小小的改动,生产者中主要就是加了层循环,因为有多个消费者,所以多发送一些消息,可以看出一些特点和问题。

4.2.2.2.2 轮询模式-消费者代码

  • 消费者 1
public class Consumer1 {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 通过工具类获取连接
        Connection connection = RabbitMqUtil.getConnection();
        // 获取连接通道
        final Channel channel = connection.createChannel();
        // 通道绑定消息队列
        channel.queueDeclare("work", true, false, false, null);
        // 消费消息
        channel.basicConsume("work", true, new DefaultConsumer(channel) {
            @Override
            public void handleDelivery(String consumerTag, Envelope envelope, AMQP.BasicProperties properties, byte[] body) throws IOException {
                try {
                    Thread.sleep(2000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                System.out.println("消费者1号:消费-" + new String(body));
            }
        });
    }
}
复制代码
  • 消费者 2
public class Consumer2 {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 通过工具类获取连接
        Connection connection = RabbitMqUtil.getConnection();
        // 获取连接通道
        final Channel channel = connection.createChannel();
        // 通道绑定消息队列
        channel.queueDeclare("work", true, false, false, null);
        // 消费消息
        channel.basicConsume("work", true, new DefaultConsumer(channel) {
            @Override
            public void handleDelivery(String consumerTag, Envelope envelope, AMQP.BasicProperties properties, byte[] body) throws IOException {
                System.out.println("消费者2号:消费-" + new String(body));
            }
        });
    }

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上述两个消费者都在 basicConsume中开启了自动 Ack 应答,这一点下面会详述,同时在消费者 1 中,增加了 sleep 2s 的语句,模拟消费者1处理消息速度慢,而消费者2处理消息速度快的场景。

运行结果:

  • Consumer1
消费者1号:消费-1号消息
消费者1号:消费-3号消息
消费者1号:消费-5号消息
消费者1号:消费-7号消息
消费者1号:消费-9号消息
消费者1号:消费-11号消息
消费者1号:消费-13号消息
消费者1号:消费-15号消息
消费者1号:消费-17号消息
消费者1号:消费-19号消息
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  • Consumer2
消费者2号:消费-2号消息
消费者2号:消费-4号消息
消费者2号:消费-6号消息
消费者2号:消费-8号消息
消费者2号:消费-10号消息
消费者2号:消费-12号消息
消费者2号:消费-14号消息
消费者2号:消费-16号消息
消费者2号:消费-18号消息
消费者2号:消费-20号消息
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观察执行过程:发现两个消费者虽然每个人最后都各自处理了一半的消息,而且是按照一人一条分配的,但是消费者2号处理速度快,一下子就全部处理完了,但是消费者1号,每一次处理都需要 2s 所以,只能缓慢的处理,而消费者2号就处于一个空闲浪费的情况了。

如何切换为公平分发模式呢?

这就和 basicConsume 中的第二个参数,开启自动确认消费有关了,它默认是 true,也就代表只要一旦拿到队列中分发给这个消费者的消息,我就会自动返回一个确认消费的标识,队列收到后就会自动删除掉队列中的消息。

  • 但是这其中有一个很重要的问题,这种方式就是将风险交给了消费者,例如消费者收到了自己需要处理的 10 条消息,刚消费了 4 个,消费者宕机,挂掉了,后面的 6 个消息就丢失了。

如果想要修改为按能力分配的方式,有两个要点

  1. 设置通道一次只能消费一个消息

  2. 关闭消息的自动确认,手动确认消息

4.2.2.2.3 公平分发模式-生产者代码

public class Producer {
    @Test
    public void sendMessage() throws IOException, TimeoutException {
        // 通过工具类获取连接
        Connection connection = RabbitMqUtil.getConnection();
        // 获取连接通道
        Channel channel = connection.createChannel();
        // 一次只发送一条消息
        channel.basicQos(1);
        // 通道绑定消息队列
        channel.queueDeclare("work", true, false, false, null);
        for (int i = 1; i <= 20; i++) {
            // 发布消息
            channel.basicPublish("", "work", null, (i + "号消息").getBytes());
        }
        // 通过工具关闭channel和释放连接
        RabbitMqUtil.close(channel, connection);
    }
复制代码

4.2.2.2.4 公平分发模式-消费者代码

  • 消费者1
public class Consumer1 {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 通过工具类获取连接
        Connection connection = RabbitMqUtil.getConnection();
        // 获取连接通道
        final Channel channel = connection.createChannel();
        // 一次只接受一条未确认的消息
        channel.basicQos(1);
        // 通道绑定消息队列
        channel.queueDeclare("work", true, false, false, null);
        // 消费消息
        channel.basicConsume("work", false, new DefaultConsumer(channel) {
            @Override
            public void handleDelivery(String consumerTag, Envelope envelope, AMQP.BasicProperties properties, byte[] body) throws IOException {
                try {
                    Thread.sleep(2000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                System.out.println("消费者1号:消费-" + new String(body));
                // 返回 deliveryTag 代表队列可以删除此消息了
                channel.basicAck(envelope.getDeliveryTag(), false);
            }
        });
    }
}
复制代码
  • 消费者2
public class Consumer2 {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 通过工具类获取连接
        Connection connection = RabbitMqUtil.getConnection();
        // 获取连接通道
        final Channel channel = connection.createChannel();
        //步骤一:一次只接受一条未确认的消息
        channel.basicQos(1);
        // 通道绑定消息队列
        channel.queueDeclare("work", true, false, false, null);
        // 消费消息
        channel.basicConsume("work", false, new DefaultConsumer(channel) {
            @Override
            public void handleDelivery(String consumerTag, Envelope envelope, AMQP.BasicProperties properties, byte[] body) throws IOException {
                System.out.println("消费者2号:消费-" + new String(body));
                channel.basicAck(envelope.getDeliveryTag(), false);
            }
        });
    }

复制代码

运行结果:

  • Consumer1
消费者1号:消费-1号消息
复制代码
  • Consumer2
消费者2号:消费-2号消息
消费者2号:消费-3号消息
消费者2号:消费-4号消息
消费者2号:消费-5号消息
消费者2号:消费-6号消息
消费者2号:消费-7号消息
消费者2号:消费-8号消息
消费者2号:消费-9号消息
消费者2号:消费-10号消息
消费者2号:消费-11号消息
消费者2号:消费-12号消息
消费者2号:消费-13号消息
消费者2号:消费-14号消息
消费者2号:消费-15号消息
消费者2号:消费-16号消息
消费者2号:消费-17号消息
消费者2号:消费-18号消息
消费者2号:消费-19号消息
消费者2号:消费-20号消息
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4.2.3 发布与订阅模式(Fanout 广播)

  • Producer:消息的生产者(发送消息的程序)。
  • Exchange :交换机,负责发送消息给指定队列。
  • Queue:消息队列,理解为一个容器,生产者向它发送消息,它把消息存储,等待消费者消费。
  • Consumer:消息的消费者(接收消息的程序)。

4.2.3.1 如何理解

Fanout 直译为 “扇出” 但是大家更多的会把它叫做广播或者发布与订阅,它是一种没有路由key的模式,生产者将消息发送给交换机,交换机会把所有消息复制同步到所有与它绑定过的队列上,而每个队列只能有一个消费者拿到这条消息,如果在一个消费者连接中,创建多个通道,则会出现争抢消息的结果。

4.2.3.2 代码实现

注:下面只描述与上面有差异的部分,在简单模式中,这些基本的方法都有介绍过

4.2.3.2.1 生产者代码

public class Producer {
    @Test
    public void sendMessage() throws IOException, TimeoutException {
        // 通过工具类获取连接
        Connection connection = RabbitMqUtil.getConnection();
        // 获取连接通道
        final Channel channel = connection.createChannel();
        // 声明交换机
        channel.exchangeDeclare("order", "fanout");
        for (int i = 1; i <= 20; i++) {
            // 发布消息
            channel.basicPublish("order", "", null, "fanout!".getBytes());
        }
        // 通过工具关闭channel和释放连接
        RabbitMqUtil.close(channel, connection);
    }
}
复制代码
  1. 声明交换机

    • exchangeDeclare 方法解释
      • 参数1:exchange(交换机名称),如果交换机不存在,则自动创建
      • 参数2:type(类型),此处选择 fanout 模式
  2. 发布消息:在 basicPublish 方法的第一个参数中输入上述定义好的交换机的名字,第二个参数,路由键为空

    • 循环 20 条是为了演示消费者

4.2.3.2.2 消费者代码

  • 消费者1
public class Consumer1 {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 通过工具类获取连接
        Connection connection = RabbitMqUtil.getConnection();
        Channel channel = connection.createChannel();
        // 声明交换机
        channel.exchangeDeclare("order", "fanout");
        // 创建临时队列
        String queue = channel.queueDeclare().getQueue();
        // 绑定临时队列和交换机
        channel.queueBind(queue, "order", "");
        // 消费消息
        channel.basicConsume(queue, true, new DefaultConsumer(channel) {
            @Override
            public void handleDelivery(String consumerTag, Envelope envelope, AMQP.BasicProperties properties, byte[] body) throws IOException {
                System.out.println("消费者1号:消费-" + new String(body));
            }
        });
    }
}
复制代码
  1. 声明交换机
  2. 创建临时队列
  3. 绑定临时队列和交换机
    • queueBind 方法解释
      • 参数1:queue(临时队列)
      • 参数2:exchange(交换机)
      • 参数3:routingKey(路由key)
  • 消费者2:演示了一个连接中,多个通道的情况
public class Consumer2 {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
       // 通过工具类获取连接
        Connection connection = RabbitMqUtil.getConnection();
        
        // 获取连接通道
        Channel channel = connection.createChannel();
        Channel channel2 = connection.createChannel();
        
        // 声明交换机
        channel.exchangeDeclare("order", "fanout");
        channel2.exchangeDeclare("order", "fanout");
        
        // 创建临时队列
        String queue = channel.queueDeclare().getQueue();
        System.out.println(queue);
        
        // 绑定临时队列和交换机
        channel.queueBind(queue, "order", "");
        channel2.queueBind(queue, "order", "");
        
        // 消费消息
        channel.basicConsume(queue, true, new DefaultConsumer(channel) {
            @Override
            public void handleDelivery(String consumerTag, Envelope envelope, AMQP.BasicProperties properties, byte[] body) throws IOException {
                System.out.println("消费者2号:消费-" + new String(body));
            }
        });
        
        // 消费消息
        channel2.basicConsume(queue, true, new DefaultConsumer(channel2) {
            @Override
            public void handleDelivery(String consumerTag, Envelope envelope, AMQP.BasicProperties properties, byte[] body) throws IOException {
                System.out.println("消费者2-2号:消费-" + new String(body));
            }
        });
    }
}
复制代码

运行结果:

消费者2号:消费-fanout!
消费者2号:消费-fanout!
消费者2-2号:消费-fanout!
消费者2号:消费-fanout!
消费者2号:消费-fanout!
消费者2号:消费-fanout!
消费者2号:消费-fanout!
消费者2号:消费-fanout!
消费者2号:消费-fanout!
消费者2号:消费-fanout!
消费者2号:消费-fanout!
消费者2-2号:消费-fanout!
消费者2-2号:消费-fanout!
消费者2-2号:消费-fanout!
消费者2-2号:消费-fanout!
消费者2-2号:消费-fanout!
消费者2-2号:消费-fanout!
消费者2-2号:消费-fanout!
消费者2-2号:消费-fanout!
消费者2-2号:消费-fanout!
复制代码

4.2.3.2.3 为什么消费者中也声明交换机?

从上面的代码中可以看出,在 Producer 和 Conusmer 中我们都分别声明了交换机,但是消费者由图可知,并不会与交换机有直接的接触,为什么消费者中也声明交换机呢?

这是为了保证 Producer 或者 Producer 执行的时候,永远不会因为交换机还没被声明而出错,例如你只在 Producer 声明了交换机,那么你就必须先启动 Producer ,如果直接执行 Conusmer 此时交换机就还不存在,就会报错。而全部写入声明,则可以保证不论先启动谁,都会声明到交换机。

4.2.4 路由模式( Routing / Direct)

  • Producer:消息的生产者(发送消息的程序)。
  • Exchange :交换机,负责发送消息给指定队列。
  • routingKey:路由key,即上图的 key1,key2 等,相当于在交换机和队列之间又加了一层限制
  • Queue:消息队列,理解为一个容器,生产者向它发送消息,它把消息存储,等待消费者消费。
  • Consumer:消息的消费者(接收消息的程序)。

4.2.4.1 如何理解

路由模式的交换机类型是 direct,与 fanout 模式相比,多了路由 key 这个概念。生产者发送携带指定 routingKey(路由key) 的消息到交换机,交换机拿着此 routingKey 去找到绑定了这个 routingKey 的队列,然后发送到此队列,一个队列可以绑定多个 routingKey 。

4.2.4.2 代码实现

4.2.4.2.1 生产者代码

public class Producer {
    @Test
    public void sendMessage() throws IOException, TimeoutException {
        // 通过工具类获取连接
        Connection connection = RabbitMqUtil.getConnection();
        // 获取连接通道
        Channel channel = connection.createChannel();
        // 声明交换机
        channel.exchangeDeclare("order_direct", "direct");
        // 指定 routingKey 
        String key = "info";
        // 发布消息
        channel.basicPublish("order_direct", key, null, ("发送给指定路由" + key + "的消息").getBytes());
        // 通过工具关闭channel和释放连接
        RabbitMqUtil.close(channel, connection);
    }
}
复制代码
  1. 指定 routingKey ,即在 basicPublish 方法 的第二个参数中,指定 key 的值

4.2.4.2.2 消费者代码

  • 消费者 1
public class Consumer1 {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 通过工具类获取连接
        Connection connection = RabbitMqUtil.getConnection();
        Channel channel = connection.createChannel();
        // 声明交换机
        channel.exchangeDeclare("order_direct", "direct");
        // 获取临时队列
        String queue = channel.queueDeclare().getQueue();
        // 绑定临时队列和交换机
        channel.queueBind(queue, "order_direct", "info");
        channel.queueBind(queue, "order_direct", "error");
        channel.queueBind(queue, "order_direct", "warn");
        // 消费消息
        channel.basicConsume(queue, true, new DefaultConsumer(channel) {
            @Override
            public void handleDelivery(String consumerTag, Envelope envelope, AMQP.BasicProperties properties, byte[] body) throws IOException {
                System.out.println("消费者1:消费-" + new String(body));
            }
        });
    }
}
复制代码
  1. 只是在绑定队列和交换机的时候,增加了 key 这个值
  • 消费者2
public class Consumer2 {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
         // 通过工具类获取连接
        Connection connection = RabbitMqUtil.getConnection();
        Channel channel = connection.createChannel();
        // 声明交换机
        channel.exchangeDeclare("order_direct", "direct");
        // 获取临时队列
        String queue = channel.queueDeclare().getQueue();
        // 绑定临时队列和交换机
        channel.queueBind(queue, "order_direct", "error");
        // 消费消息
        channel.basicConsume(queue, true, new DefaultConsumer(channel) {
            @Override
            public void handleDelivery(String consumerTag, Envelope envelope, AMQP.BasicProperties properties, byte[] body) throws IOException {
                System.out.println("消费者2:消费-" + new String(body));
            }
        });
    }
}
复制代码

运行结果:只有消费者 1 收到了消息

消费者1:消费-发送给指定路由info的消息
复制代码

4.2.5 通配符匹配模式(Topic)

  • Producer:消息的生产者(发送消息的程序)。
  • Exchange :交换机,负责发送消息给指定队列。
  • routingKey:路由key,即上图的 key1,key2 等,相当于在交换机和队列之间又加了一层限制
    • 但是 Topic 中的 key 为通配符的形式,这样可以大大的提高效率
  • Queue:消息队列,理解为一个容器,生产者向它发送消息,它把消息存储,等待消费者消费。
  • Consumer:消息的消费者(接收消息的程序)。

4.2.5.1 如何理解

通配符匹配模式的交换机类型为 topic,因为它与 Direct 模式很相似,所以大家有时候也会把 Direct 模式和 Topic 共同归入路由模式下,它们的区别就是,Direct 模式的 routingKey 是一个指定的值,而 Topic 模式的 routingKey 可以使用通配符, 而且一般都是由一个或多个单词组成,多个单词之间以”.”分割,例如: ideal.insert。

  • * :匹配正好一个词,例如: order.* 可以匹配到 order.insert
  • #:匹配一个或者多个词,例如:order.# 可以匹配到 order.insert.common
    • # 就像一个多层的概念,而 * 只是一个单层的概念

4.2.5.2 代码实现

4.2.5.2.1 生产者代码

public class Producer {
    @Test
    public void sendMessage() throws IOException, TimeoutException {
        // 通过工具类获取连接
        Connection connection = RabbitMqUtil.getConnection();
        // 获取连接通道
        Channel channel = connection.createChannel();
        channel.exchangeDeclare("order_topic", "topic");
        // 声明交换机
        String key = "user.query.all";
        // 发布消息
        channel.basicPublish("order_topic", key, null, ("发送给指定路由" + key + "的消息").getBytes());
        RabbitMqUtil.close(channel, connection);
    }
}
复制代码

4.2.5.2.2 消费者代码

  • 消费者1
public class Consumer1 {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 通过工具类获取连接
        Connection connection = RabbitMqUtil.getConnection();
        // 获取连接通道
        Channel channel = connection.createChannel();
        // 声明交换机
        channel.exchangeDeclare("order_topic", "topic");
        // 获取临时队列
        String queue = channel.queueDeclare().getQueue();
        // 指定路由key
        String key = "user.*";
        channel.queueBind(queue, "order_topic", key);
        // 发布消息
        channel.basicConsume(queue, true, new DefaultConsumer(channel) {
            @Override
            public void handleDelivery(String consumerTag, Envelope envelope, AMQP.BasicProperties properties, byte[] body) throws IOException {
                System.out.println("消费者1:消费-" + new String(body));
            }
        });
    }
}
复制代码
  • 消费者2
public class Consumer2 {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 通过工具类获取连接
        Connection connection = RabbitMqUtil.getConnection();
        // 获取连接通道
        Channel channel = connection.createChannel();
        // 声明交换机
        channel.exchangeDeclare("order_topic", "topic");
        // 获取临时队列
        String queue = channel.queueDeclare().getQueue();
        // 指定路由key
        String key = "user.#";
        channel.queueBind(queue, "order_topic", key);
        channel.basicConsume(queue, true, new DefaultConsumer(channel) {
            @Override
            public void handleDelivery(String consumerTag, Envelope envelope, AMQP.BasicProperties properties, byte[] body) throws IOException {
                System.out.println("消费者2:消费-" + new String(body));
            }
        });
    }
}
复制代码

运行结果:只有消费者 2 收到了消息,因为消息是一个多层的结构,只有 user.# 能匹配到

消费者2:消费-发送给指定路由user.query.all的消息
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5. Springboot 实现 RabbitMQ

SpringBoot 提供 Spring For RabbitMQ 的启动器,同时提供了一系列注解以及 RabbitTemplate 供我们使用,能够极大的简化开发 RabbitMQ 的步骤,下面分别演示了【5.1 基于纯注解】 以及【 5.2 基于注解 + 配置类】 的写法,其使用方式大同小异,只是声明和绑定队列交换机等的位置不同。一般认为后者更好维护管理,任选其一即可。

环境准备:

  1. 首先创建 SprinBoot 项目,然后选择 RabbitMQ 的启动器,以及单元测试等基本启动器
  2. 编写 yml 配置文件,编写连接 RabbitMQ 需要的数据

RabbitMQ 依赖

<dependency>
  <groupId>org.springframework.boot</groupId>
  <artifactId>spring-boot-starter-amqp</artifactId>
</dependency>
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yml 配置文件

spring:
  rabbitmq:
    host: 192.168.122.1 # 服务器地址
    port: 5672 # tcp端口
    username: admin # 用户名
    password: admin # 用户密码
    virtual-host: /rabbitmq_springboot_01 # 虚拟主机
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5.1 基于纯注解

注:此方式没有创建配置类来管理队列以及交换机的声明和绑定等,而是全部通过注解的方式直接在消费者中写入

5.1.1 简单队列模式

所有生产消息的代码,我们都放到 Test 中去做

  • 生产者
@SpringBootTest(classes = RabbitmqSpringbootApplication.class)
@RunWith(SpringRunner.class)
public class RabbitMqTest {
    /**
     * 注入 RabbitTemplate
     */
    @Autowired
    private RabbitTemplate rabbitTemplate;

    @Test
    public void testSimpleSendMessage() {
        rabbitTemplate.convertAndSend("simple_queue", "This is a message !");
    }
}
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  1. 第一步就是注入 SpringBoot 提供给我们的 RabbitTemplate
  2. 通过 RabbitTemplate 的 convertAndSend 方法用来发送消息,他有多种重载方式,今天分别会用到 2 个 和 3 个参数的
    • convertAndSend 方法详解(两个参数)
      • 参数1:routingKey(路由key)
      • 参数2:object(发送的消息正文)
    • convertAndSend 方法详解(三个参数)
      • 参数1:exchange(交换机)
      • 参数2:routingKey(路由key)
      • 参数3:object(发送的消息正文)
  • 消费者
// 注入容器
@Component
// 监听 RabbitMQ
@RabbitListener(queuesToDeclare = @Queue(value = "simple_queue", durable = "true", exclusive = "false", autoDelete = "false"))
public class SimpleConsumer {
    // 自动回调
    @RabbitHandler
    public void receiveMessage(String message) {
        System.out.println("消费者:" + message);
    }
}
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  1. 注入容器

  2. 监听 RabbitMQ,在 @RabbitListener 注解中,可以实现,队列的声明,以及后面交换机与队列的绑定等

    • @Queue 可以有四个参数,因为其各有默认值,所以只给定 value 值,就会按照 持久化,非独占,非自动删除的方式默认创建
      • 参数1:value(队列名)
      • 参数2:durable ( 持久化消息队列)RabbitMQ 重启后,队列仍存在,默认 true
      • 参数3:exclusive(是否独占) 表示该消息队列是否只在当前 Connection 生效,默认是 false
      • 参数4:auto-delete(自动删除)表示消息队列没有在使用时将被自动删除,默认是 false
  3. 在方法上添加 @RabbitHandler 注解,就能够实现自动回调,这样我们就能拿到生产者中的消息了

    • 注:receiveMessage 这个方法的参数类型,取决于你在生产者有发送了什么类型的数据

5.1.2 工作队列模式

5.1.2.1 轮询模式

  • 生产者:没什么好说的,因为工作模式有多个消费者,所以多发送几条消息
@SpringBootTest(classes = RabbitmqSpringbootApplication.class)
@RunWith(SpringRunner.class)
public class RabbitMqTest {
    /**
     * 注入 RabbitTemplate
     */
    @Autowired

    @Test
    public void testWorkSendMessage() {
        for (int i = 0; i < 20; i++) {
            rabbitTemplate.convertAndSend("work_queue", "This is a message !, 序号:" + i);
        }
    }
}
复制代码
  • 消费者
@Component
public class WorkConsumer {  
    // 监听 RabbitMQ
    @RabbitListener(queuesToDeclare = @Queue("work_queue"))
    // 消费者1
    public void receiveMessage1(String message) {
        System.out.println("消费者1:" + message);
   
    // 监听 RabbitMQ
    @RabbitListener(queuesToDeclare = @Queue("work_queue")
    // 消费者2
    public void receiveMessage2(String message) {
        System.out.println("消费者2:" + message);
    }    
}
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  1. @RabbitListener 注解,既可以放在类上,也可以放在方法上,例如上述代码,我们就分别放在了两个方法上,用来指代不同的消费者。
    • 但是如果在类上加入 @RabbitListener 注解,而在下面两个方法中,添加 @RabbitHandler 注解则会报错,需要分别为每个消费者都创建一个类

5.1.2.2 公平模式(按能力分配)

5.1.2.2.1 修改配置文件的方式

  • 生产者不变

  • 修改配置文件 yml / properties

spring:
  rabbitmq:
    host: 192.168.122.1 # 服务器地址
    port: 5672 # tcp端口
    username: admin # 用户名
    password: admin # 用户密码
    virtual-host: /rabbitmq_springboot_01 # 虚拟主机
	# 新增部分
    listener:
      simple:
        acknowledge-mode: manual # 开启 ack 手动应答
        prefetch: 1 # 每次只能消费 1 条消息
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  1. acknowledge-mode 选项介绍
    • auto:自动确认,为默认选项
    • manual:手动确认(按能力分配就需要设置为手动确认)
    • none:不确认,发送后自动丢弃
  • 消费者
@Component
public class WorkConsumer {
	// 监听 RabbitMQ
    @RabbitListener(queuesToDeclare = @Queue("work_queue"))
    // 消费者 1
    public void receiveMessage(String body, Message message, Channel channel) throws IOException {
        try {
            // 打印输出消息主题
            System.out.println("消费者1:" + body);
            // 返回 deliveryTag 代表队列可以删除此消息了
            channel.basicAck(message.getMessageProperties().getDeliveryTag(),false);
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
            // 消费者告诉队列信息消费失败
            channel.basicNack(message.getMessageProperties().getDeliveryTag(), false, true);
        }
    }
	
   // 监听 RabbitMQ
    @RabbitListener(queuesToDeclare = @Queue("work_queue"))
    // 消费者 2
    public void receiveMessage2(String body, Message message, Channel channel) throws IOException{
        try {
            // 延迟 2s 代表处理业务慢
            Thread.sleep(2000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        try {
			// 打印输出消息主题
            System.out.println("消费者2:" + body);
            // 返回 deliveryTag 代表队列可以删除此消息了
            channel.basicAck(message.getMessageProperties().getDeliveryTag(), false);
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
            // 消费者告诉队列信息消费失败
            channel.basicNack(message.getMessageProperties().getDeliveryTag(), false, true);
        }
    }
}
复制代码
  1. 因为在 yml 配置中开启了手动确认,所以,需要在成功和失败后分别返回确认消息

  2. basicAck 方法解释

    • 参数1:deliveryTag(交付标志,即该消息的index),返回即代表确认收到消息,队列可以删除此消息了
    • 参数2:mutiple(是否批量)选择 true 将一次性拒绝所有小于 deliveryTag 的消息
  3. basicNack 方法解释

    • 参数 1 | 参数 2 同上
    • 参数3:requeue(被拒绝的是否重新进入队列)

运行结果:

消费者1:This is a message !, 序号:2
消费者1:This is a message !, 序号:3
消费者1:This is a message !, 序号:4
消费者1:This is a message !, 序号:5
消费者1:This is a message !, 序号:6
消费者1:This is a message !, 序号:7
消费者1:This is a message !, 序号:8
消费者1:This is a message !, 序号:9
消费者1:This is a message !, 序号:10
消费者1:This is a message !, 序号:11
消费者1:This is a message !, 序号:12
消费者1:This is a message !, 序号:13
消费者1:This is a message !, 序号:14
消费者1:This is a message !, 序号:15
消费者1:This is a message !, 序号:16
消费者1:This is a message !, 序号:17
消费者1:This is a message !, 序号:18
消费者1:This is a message !, 序号:19
消费者1:This is a message !, 序号:20
    
消费者2:This is a message !, 序号:1
复制代码

到现在已经实现了修改配置文件的方式实现按能力分配,补充几个配置的内容,我们上面只用了一部分,其他的方便大家参考,yml 和 properties 大家自己选择即可

# 发送确认
spring.rabbitmq.publisher-confirm-type=correlated
# spring.rabbitmq.publisher-confirms=true(旧版)
# 发送回调
spring.rabbitmq.publisher-returns=true
# 消费手动确认
spring.rabbitmq.listener.direct.acknowledge-mode=manual
spring.rabbitmq.listener.simple.acknowledge-mode=manual
# 并发消费者初始化值
spring.rabbitmq.listener.simple.concurrency=1
# 并发消费者的最大值
spring.rabbitmq.listener.simple.max-concurrency=10
# 每个消费者每次监听时可拉取处理的消息数量
# 在单个请求中处理的消息个数,他应该大于等于事务数量(unack的最大数量)
spring.rabbitmq.listener.simple.prefetch=1
# 是否支持重试
spring.rabbitmq.listener.simple.retry.enabled=true
复制代码

5.1.2.2.1 配置工厂的方式

/**
 * 设置消费者的确认机制,并达到能者多劳的效果
 *
 * @param connectionFactory 连接工厂
 * @return
 */
@Bean("workListenerFactory")
public RabbitListenerContainerFactory myFactory(ConnectionFactory connectionFactory) {
    SimpleRabbitListenerContainerFactory containerFactory =
        new SimpleRabbitListenerContainerFactory();
    containerFactory.setConnectionFactory(connectionFactory);
    // 修改为手动确认
    containerFactory.setAcknowledgeMode(AcknowledgeMode.MANUAL);
    // 拒绝策略,true 回到队列 false丢弃,默认是true
    containerFactory.setDefaultRequeueRejected(true);
    // 默认的PrefetchCount是250 修改为 1
    containerFactory.setPrefetchCount(1);

    return containerFactory;
}
复制代码
  • 消费者修改
@RabbitListener(queuesToDeclare = @Queue("work_queue"))
// 将上面的监听,增加 containerFactory 属性,然后将配置好的工厂传入
@RabbitListener(queuesToDeclare = @Queue("work_queue"), containerFactory = "workListenerFactory")
复制代码

5.1.3 发布与订阅模式

  • 生产者
@SpringBootTest(classes = RabbitmqSpringbootApplication.class)
@RunWith(SpringRunner.class)
public class RabbitMqTest {
    /**
     * 注入 RabbitTemplate
     */
    @Autowired

    @Test
    public void testFanoutSendMessage() {
        rabbitTemplate.convertAndSend("order_exchange", "", "This is a message !");
    }
}
复制代码
  1. 因为从这个模式开始,就涉及到交换机了,所以用的是三个参数的方法
  • 消费者
@Component
public class FanoutConsumer {
    // 绑定临时队列和交换机
    @RabbitListener(bindings = {
            @QueueBinding(
                value = @Queue(), // 临时队列
                exchange = @Exchange(name = "order_exchange", type = "fanout") // 交换机与类型
            )
    })
    public void receiveMessage1(String message) {
        System.out.println("消费者1:" + message);
    }

    // 绑定临时队列和交换机
    @RabbitListener(bindings = {
            @QueueBinding(
                value = @Queue(), // 临时队列
                exchange = @Exchange(name = "order_exchange", type = "fanout") // 交换机与类型
            )
    })
    public void receiveMessage2(String message) {
        System.out.println("消费者2:" + message);
    }
}
复制代码

5.1.4 路由模式(Direct)

  • 生产者
@SpringBootTest(classes = RabbitmqSpringbootApplication.class)
@RunWith(SpringRunner.class)
public class RabbitMqTest {
    /**
     * 注入 RabbitTemplate
     */
    @Autowired

    @Test
    public void testDirectSendMessage() {
        rabbitTemplate.convertAndSend("direct_exchange", "info", "This is a message !");
    }
}
复制代码
  • 消费者
@Component
public class DirectConsumer {
    // 绑定临时队列和交换机
    @RabbitListener(bindings = {
            @QueueBinding(
                    value = @Queue(), // 临时队列
                    exchange = @Exchange(name = "direct_exchange", type = "direct"), // 交换机和类型
                    key = {"info", "warn", "error"} // 路由key
            )

    })
    public void receiveMessage1(String message) {
        System.out.println("消费者1:" + message);
    }

     // 绑定临时队列和交换机
    @RabbitListener(bindings = {
            @QueueBinding(
                    value = @Queue(), // 临时队列
                    exchange = @Exchange(name = "direct_exchange", type = "direct"), // 交换机和类型
                    key = {"info", "warn", "error"} // 路由key
            )

    })
    public void receiveMessage2(String message) {
        System.out.println("消费者2:" + message);
    }
}
复制代码

5.1.5 主题模式

  • 生产者
@SpringBootTest(classes = RabbitmqSpringbootApplication.class)
@RunWith(SpringRunner.class)
public class RabbitMqTest {
    /**
     * 注入 RabbitTemplate
     */
    @Autowired

    @Test
    public void testTopicSendMessage() {
        rabbitTemplate.convertAndSend("topic_exchange", "order.insert.common", "This is a message !");
    }
}
复制代码
  • 消费者
@Component
public class TopicConsumer {
    // 绑定临时队列和交换机
    @RabbitListener(bindings = {
            @QueueBinding(
                    value = @Queue(), // 临时队列
                    exchange = @Exchange(name = "topic_exchange", type = "topic"), // 交换机和类型
                    key = {"order.*"} // 通配符路由key
            )

    })
    public void receiveMessage1(String message) {
        System.out.println("消费者1:" + message);
    }

    // 绑定临时队列和交换机
    @RabbitListener(bindings = {
            @QueueBinding(
                    value = @Queue(), // 临时队列
                    exchange = @Exchange(name = "topic_exchange", type = "topic"), // 交换机和类型
                    key = {"order.*"} // 通配符路由key
            )
    })
    public void receiveMessage2(String message) {
        System.out.println("消费者2:" + message);
    }
}
复制代码

5.2 基于注解 + 配置类

其实这种方式,就是将交换机,队列的声明和绑定都在配置类中进行,一个是消费者中的注解变的简洁了,再有就是统一管理,更加条理,而且生产者和消费者引用的时候也更加方便,日后修改的时候,也不需要对每一处都修改。

由于篇幅过长了,这里演示最复杂的 Topic 方式,其他的也是信手拈来。

  • 配置类
@Configuration
public class RabbitMqConfiguration {
    
    public static final String TOPIC_EXCHANGE = "topic_order_exchange";
    public static final String TOPIC_QUEUE_NAME_1 = "test_topic_queue_1";
    public static final String TOPIC_QUEUE_NAME_2 = "test_topic_queue_2";
    public static final String TOPIC_ROUTINGKEY_1 = "test.*";
    public static final String TOPIC_ROUTINGKEY_2 = "test.#";

    @Bean
    public TopicExchange topicExchange() {
        return new TopicExchange(TOPIC_EXCHANGE);
    }

    @Bean
    public Queue topicQueue1() {
        return new Queue(TOPIC_QUEUE_NAME_1);
    }

    @Bean
    public Queue topicQueue2() {
        return new Queue(TOPIC_QUEUE_NAME_2);
    }

    @Bean
    public Binding bindingTopic1(){
        return BindingBuilder.bind(topicQueue1())
                .to(topicExchange())
                .with(TOPIC_ROUTINGKEY_1);
    }
    @Bean
    public Binding bindingTopic2(){
        return BindingBuilder.bind(topicQueue2())
                .to(topicExchange())
                .with(TOPIC_ROUTINGKEY_2);
    }

}
复制代码
  1. 添加 @Configuration 注解:表明这是一个配置类

  2. 定义常量:将交换机名,队列名,路由key 等都可以创建为常量,调用,管理和修改都非常方便,还可以创建出一个专门的 RabbitMQ 的常量类。

  3. 定义交换机:因为这个例子是 Topic 所以选择 TopicExchange 类型

  4. 定义队列:传入队列名常量即可,因为持久化等存在默认值,也可以自己自定持久化,是否独占等参数

  5. 绑定交换机和队列:利用 BindingBuilder 的 bind 方法绑定队列,to 绑定到指定交换机,with 传入路由key

  • 生产者
@SpringBootTest(classes = RabbitmqSpringbootApplication.class)
@RunWith(SpringRunner.class)
public class RabbitMqTest {
    /**
     * 注入 RabbitTemplate
     */
    @Autowired

    @Test
    public void testTopicSendMessage() {
        rabbitTemplate.convertAndSend(RabbitMqConfiguration.TOPIC_EXCHANGE, "test.order.insert", "This is a message !");
    }
}
复制代码
  • 消费者
@Component
public class TopicConsumer {
	// 绑定队列即可
    @RabbitListener(queues = {RabbitMqConfiguration.TOPIC_QUEUE_NAME_1})
    public void receiveMessage1(String message) {
        System.out.println("消费者1:" + message);
    }
	
    // 绑定队列即可
    @RabbitListener(queues = {RabbitMqConfiguration.TOPIC_QUEUE_NAME_2})
    public void receiveMessage2(String message) {
        System.out.println("消费者2:" + message);
    }
}
复制代码
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