消息中间件-RabbitMQ

一、简介

1.1 什么是AMQP

AMQP，即Advanced Message Queuing Protocol，高级消息队列协议，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，并不受客户端/中间件同产品，不同的开发语言等条件的限制。AMQP的主要特征是面向消息、队列、路由（包括点对点和发布/订阅）、可靠性、安全。

1.2 什么是RabbitMQ

RabbitMQ 是一个由 Erlang 语言开发的 AMQP 的开源实现，服务器端用Erlang语言编写，支持多种客户端，如：Python、Ruby、.NET、Java、JMS、C、PHP、ActionScript、XMPP、STOMP等，支持AJAX。主要是用来实现应用程序的异步和解耦，同时也能起到消息缓冲，消息分发的作用。

1.3 RabbitMQ 的特点

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：

  • 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
  • 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
  • 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
  • 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
  • 多种协议（Multi-protocol）：RabbitMQ 支持多种消息队列协议，比如 STOMP、MQTT 等等
  • 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
  • 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
  • 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
  • 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

1.4 RabbitMQ 的基本概念

下面展示了RabbitMQ 消息的过程,我们会围绕这张图学习一下 RabbitMQ 的一些基本概念


image

1.4.1 生产者与消费者

与其它的消息中间件一样，RabbitMQ中包含消息生产者和消息消费者，生产者创建消息发布到代理服务器，消费者从代理服务器获取消息。在实际应用中，生产者和消费者之间的角色是可以相互转换的。

1.4.2 消息

消息由有效载荷（payload）和标签（label）组成。有效载荷就是你想要传输的数据，可以是任何内容，一个数组，一个集合，甚至二进制数据都可以。而标签描述了有效载荷，由一系列的可选属性组成，这些属性包括routing-key（路由键）、priority（相对于其他消息的优先权）、delivery-mode（指出该消息可能需要持久性存储）等。

1.4.3 信道

多路复用连接中的一条独立的双向数据流通道。信道是建立在真实的TCP连接内地虚拟连接，AMQP 命令都是通过信道发出去的，不管是发布消息、订阅队列还是接收消息，这些动作都是通过信道完成。因为对于操作系统来说建立和销毁 TCP 都是非常昂贵的开销，所以引入了信道的概念，以复用一条 TCP 连接。

1.4.4 交换器与绑定(原文)

交换机的功能主要是接收消息并且转发到绑定的队列，交换机不存储消息，在启用ack模式后，交换机找不到队列会返回错误。交换机有四种类型：

  • fanout：把所有发送到该Exchange的消息路由到所有与它绑定的Queue中
  • direct：把消息路由到bindingKey与routingKey完全匹配的Queue中
  • topic：把消息路由到bindingKey与routingKey模糊匹配的Queue中
  • headers：headers类型的Exchange不依赖于routingKey与bindingKey的匹配规则来路由消息，而是根据发送的消息内容中的headers属性进行匹配
1.4.4.1 Fanout
fanout
  • 生产者（P）发送到Exchange（X）的所有消息都会路由到图中的两个Queue，并最终被两个消费者（C1与C2）消费
  • 如果配置了routing_key会被忽略
1.4.4.2 direct
direct
  • routingKey=”error”发送消息，则会同时路由到Queue1（amqp.gen-S9b…）和Queue2（amqp.gen-Agl…）
  • routingKey=”info”或routingKey=”warning”发送消息，则只会路由到Queue2
  • 以其它routingKey发送消息，则不会路由到这两个Queue中
1.4.4.3 topic
topic
  • routingKey=”quick.orange.rabbit”发送信息，则会同时路由到Q1与Q2
  • routingKey=”lazy.orange.fox”发送信息，则只会路由到Q1
  • routingKey=”lazy.brown.fox”发送消息，则只会路由到Q2
  • routingKey=”lazy.pink.rabbit”发送消息，则只会路由到Q2（只会投递给Q2一次，虽然这个routingKey与Q2的两个bindingKey都匹配）
  • routingKey=”quick.brown.fox”、routingKey=”orange”、routingKey=”quick.orange.male.rabbit”发送消息，则会被丢弃，它们并没有匹配任何bindingKey
1.4.4.4 header

headers类型的Exchange不依赖于routingKey与bindingKey的匹配规则来路由消息，而是根据发送的消息内容中的headers属性进行匹配。在绑定Queue与Exchange时指定一组键值对；当消息发送到Exchange时，RabbitMQ会取到该消息的headers（也是一个键值对的形式），对比其中的键值对是否完全匹配Queue与Exchange绑定时指定的键值对；如果完全匹配则消息会路由到该Queue，否则不会路由到该Queue。

1.5 虚拟主机

一个虚拟主机持有一组交换机、队列和绑定。为什么需要多个虚拟主机呢？很简单，RabbitMQ当中，用户只能在虚拟主机的粒度进行权限控制。 因此，如果需要禁止A组访问B组的交换机/队列/绑定，必须为A和B分别创建一个虚拟主机。每一个RabbitMQ服务器都有一个默认的虚拟主机“/”

二、Spring Boot 2.0 整合RabbitMQ

2.1 添加依赖

<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-amqp</artifactId>
</dependency>

2.2 配置文件

spring.application.name=rabbitmq
#IP地址
spring.rabbitmq.host=127.0.0.1
#rabbitmq默认端口号
spring.rabbitmq.port=5672
#账户名和密码
spring.rabbitmq.username=simon
spring.rabbitmq.password=123456

2.3 rabbitmq 配置

@Configuration
public class RabbitConfig {
  //fanout 把所有发送到该Exchange的消息路由到所有与它绑定的Queue中
  public static final String FANOUT_QUEUE1 = "fanout.queue1";
  public static final String FANOUT_QUEUE2 = "fanout.queue2";
  public static final String FANOUT_EXCHANGE = "fanout.exchange";

  //redirect 把消息路由到bindingKey与routingKey完全匹配的Queue中
  public static final String DIRECT_QUEUE = "direct.queue";
  public static final String DIRECT_EXCHANGE = "direct.exchange";

  //topic 把消息路由到bindingKey与routingKey模糊匹配的Queue中
  public static final String TOPIC_QUEUE1 = "topic.queue1";
  public static final String TOPIC_QUEUE2 = "topic.queue2";
  public static final String TOPIC_EXCHANGE = "topic.exchange";

  /**
   * Fanout模式 队列1
   *
   * @return
   */
  @Bean
  public Queue fanoutQueue1() {
    return new Queue(FANOUT_QUEUE1);
  }

  /**
   * Fanout模式 队列2
   *
   * @return
   */
  @Bean
  public Queue fanoutQueue2() {
    return new Queue(FANOUT_QUEUE2);
  }

  /**
   * Fanout模式 交换器
   *
   * @return
   */
  @Bean
  public FanoutExchange fanoutExchange() {
    return new FanoutExchange(FANOUT_EXCHANGE);
  }

  /**
   * Fanout模式 队列1与交换器绑定
   *
   * @return
   */
  @Bean
  public Binding fanoutBinding1() {
    return BindingBuilder.bind(fanoutQueue1()).to(fanoutExchange());
  }

  /**
   * Fanout模式 队列2与交换器绑定
   *
   * @return
   */

  @Bean
  public Binding fanoutBinding2() {
    return BindingBuilder.bind(fanoutQueue2()).to(fanoutExchange());
  }

  /**
   * direct模式 队列
   *
   * @return
   */
  @Bean
  public Queue directQueue() {
    return new Queue(DIRECT_QUEUE);
  }

  /**
   * direct模式 队列与交换机绑定
   *
   * @return
   */
  @Bean
  public DirectExchange directExchange() {
    return new DirectExchange(DIRECT_EXCHANGE);
  }

  @Bean
  public Binding directBinding1() {
    return BindingBuilder.bind(directQueue()).to(directExchange()).with("rabbitmq.springboot");
  }

  /**
   * Topic模式 队列1
   *
   * @return
   */
  @Bean
  public Queue topicQueue1() {
    return new Queue(TOPIC_QUEUE1);
  }

  /**
   * Topic模式 队列2
   *
   * @return
   */
  @Bean
  public Queue topicQueue2() {
    return new Queue(TOPIC_QUEUE2);
  }

  /**
   * Topic模式 交换器
   *
   * @return
   */
  @Bean
  public TopicExchange topicExchange() {
    return new TopicExchange(TOPIC_EXCHANGE);
  }

  /**
   * Topic模式 队列1与交换器绑定
   *
   * @return
   */
  @Bean
  public Binding topicBinding1() {
    return BindingBuilder.bind(topicQueue1()).to(topicExchange()).with("rabbitmq.springboot");
  }

  /**
   * Topic模式 队列2与交换器绑定
   *
   * @return
   */
  @Bean
  public Binding topicBinding2() {
    return BindingBuilder.bind(topicQueue2()).to(topicExchange()).with("rabbitmq.#");
  }
}

2.4 消息实体

public class User implements Serializable {
  private String id;
  private String username;
  private String password;

  public User(String id, String username, String password) {
    this.id = id;
    this.username = username;
    this.password = password;
  }

  public String getId() {
    return id;
  }

  public void setId(String id) {
    this.id = id;
  }

  public String getUsername() {
    return username;
  }

  public void setUsername(String username) {
    this.username = username;
  }

  public String getPassword() {
    return password;
  }

  public void setPassword(String password) {
    this.password = password;
  }
}

2.5 消息发送

package priv.simon.springboot.rabbitmq.sender;

import org.springframework.amqp.core.AmqpTemplate;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.stereotype.Component;
import priv.simon.springboot.rabbitmq.config.RabbitConfig;
import priv.simon.springboot.rabbitmq.entity.User;

/**
 * Created by simon on 2018/12/20.
 */
@Component
public class Sender {
  @Autowired
  private AmqpTemplate rabbitTemplate;

  /**
   * fanout 发送信息
   *
   * @param user 用户信息
   */
  public void fanoutSend(User user) {
    this.rabbitTemplate.convertAndSend(RabbitConfig.FANOUT_EXCHANGE, "", user);
  }

  /**
   * direct 发送信息
   *
   * @param user 用户信息
   */
  public void directSend(User user) {
    this.rabbitTemplate.convertAndSend(RabbitConfig.DIRECT_EXCHANGE, "rabbitmq.springboot", user);
  }

  /**
   * topic 发送信息
   *
   * @param user 用户信息
   */
  public void topicSend(User user) {
    this.rabbitTemplate.convertAndSend(RabbitConfig.TOPIC_EXCHANGE,"rabbitmq.springboot", user);
    this.rabbitTemplate.convertAndSend(RabbitConfig.TOPIC_EXCHANGE, "rabbitmq.springcloud", user);
  }
}

2.6 消息消费

@Component
public class Receiver {
  @RabbitListener(queues = RabbitConfig.FANOUT_QUEUE1)
  public void receiveFanout1(User user) {
    System.out.println("fanout_queue1接收消息" + user);
  }
  @RabbitListener(queues = RabbitConfig.FANOUT_QUEUE2)
  public void receiveFanout2(User user) {
    System.out.println("fanout_queue2接收消息" + user);
  }

  @RabbitListener(queues = RabbitConfig.DIRECT_QUEUE)
  public void receiveDirect1(User user) {
    System.out.println("direct_queue接收消息" + user);
  }

  @RabbitListener(queues = RabbitConfig.TOPIC_QUEUE1)
  public void receiveTopic1(User user) {
    System.out.println("topic_queue1接收消息" + user.toString());
  }
  @RabbitListener(queues = RabbitConfig.TOPIC_QUEUE2)
  public void receiveTopic2(User user) {
    System.out.println("topic_queue2接收消息" + user.toString());
  }
}

2.7 测试

@RunWith(SpringRunner.class)
@SpringBootTest
public class RabbitmqApplicationTests {

  @Autowired
  private Sender sender;

  @Test
  public void testFanout(){
    User user=new User("1","simon","fanout");
    sender.directSend(user);
  }

  @Test
  public void testDirect(){
    User user=new User("1","simon","direct");
    sender.directSend(user);
  }

  @Test
  public void testTopic(){
    User user=new User("1","simon","topic");
    sender.directSend(user);
  }
}
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