RabbitMQ轻松构建高效可靠的消息队列系统

1、什么是AMQP

AMQP（Advanced Message Queuing Protocol）是一种消息传递协议，它用于不同应用程序和

系统之间传递消息。想象一下，AMQP 就像是不同系统之间的“邮递员”或者“快递服务”，帮助它们

可靠地发送和接收消息。

为什么需要 AMQP？在一个现代应用中，可能有多个系统或服务需要相互通信。例如，一个电商

网站的支付系统、库存系统和订单系统可能需要交换信息。AMQP 通过提供一个标准化的消息传

递方式，帮助这些系统之间安全、可靠地交换信息。

AMQP 协议的特点包括：

1. 可靠性：即使网络发生故障，AMQP 会确保消息不丢失，保证消息按顺序送达。
2. 异步通信：发送方可以在消息发送后继续做其他事，接收方可以在方便时处理消息。
3. 灵活的消息队列：消息可以排队等待处理，支持点对点和发布/订阅等多种消息模型。

2、什么是SpringAMQP

SpringAMQP 是 Spring 框架提供的一个模块，用于简化基于 AMQP 协议的消息通信。它是

Spring 系列的一部分，旨在帮助 Java 开发者更轻松地在应用中实现 AMQP 消息传递的功能。通

过 SpringAMQP，开发者无需深入理解 AMQP 协议的细节，就能快速搭建一个消息队列系统，发

送和接收消息。

通俗点说，SpringAMQP 就是一个让你在 Java 应用中“玩转” AMQP 协议的工具箱。它封装了与消

息队列的连接、消息的发送和接收等繁琐操作，开发者只需要关注业务逻辑，其他的交给

SpringAMQP。

SpringAMQP 的特点：

1. 简化配置和开发：SpringAMQP 提供了很多方便的工具和配置选项，让开发者可以快速创建和管理消息队列、发送消息、接收消息，而无需手动管理复杂的连接和消息协议。
2. 与 RabbitMQ 集成：RabbitMQ 是最常用的 AMQP 实现，SpringAMQP 可以很方便地与 RabbitMQ 集成，帮助开发者轻松地进行消息传递。
3. 消息监听机制：SpringAMQP 提供了消息监听器，开发者只需要定义处理逻辑，Spring 会自动帮你处理从队列中接收消息的工作。

3、Basic Queue简单队列模型案例

3.1、消息发送

创建一个SpringBoot项目 创建两个子模块一个生产者 一个消费者

父工程中引入spring-boot-start-amqp依赖

在生产者applicaiton.yml配置连接mq的配置

向simple.queue队列发送消息

在mq控制台可以看到有一条消息 我们可以查看发送的消息

总结：

    1、引入spring-boot-start-amqp依赖

    2、配置文件中配置rabbitmq依赖

    3、向mq发送消息

3.2、消息接收

同样的我们需要在消费者这边引依赖、配置mq配置

生产者使用RabbitTemplate来发送消息到队列

消费者那么就监听这个队列 如果有消息就接收处理

编写监听类 使用@RabbitListener类来监听simple.queue队列

消息需要spring来给它 所以我们启动项目

项目启动 监听到队列的消息 消费消息

总结：

    1、消费者监听队列 使用@RabbitListener

    2、项目需要启动 Spring把消息给监听类

4、WordQueue

Word Queue也称为任务模型 就是让多个消费者绑定到同一个队列 共同消费队列中的消息

当生产者发送消息的速度>消费者消费消息的速度 消息就会出现堆积 这时候我们就可以使用多个

消费者共同处理消息 避免消息堆积

4.1、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：

4.2、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：

注意到这个消费者sleep了1000秒，模拟任务耗时。

4.3、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。

4.4、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：

只有消费完了消息才能继续消费

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

4.5、总结

Word模型的作用：

    1、多个消费者绑定到同一个队列 同一条消息只会被一个消费者消费

    2、通过设置prefetch来控制消费者预取的消息数量

5、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！

6、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

6.1、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：

在consumer中创建一个类，声明队列和交换机：

Spring会自动创建交换机和队列并且绑定

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.beans.factory.annotation.Configurable;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;

@Configuration
public class FanoutConfig {

    /**
     * 声明交换机
     * @return
     */
    @Bean
    public FanoutExchange fanoutExchange(){
        return new FanoutExchange("itcast.fanout");
    }

    /**
     * 第一个队列
     * @return
     */
    @Bean
    public Queue fanoutQueue1(){
        return new Queue("fanout.queue1");
    }

    /**
     * 绑定队列交换机
     * @param fanoutQueue1
     * @param fanoutExchange
     * @return
     */
    @Bean
    public Binding bindingExchangeQueue1(Queue fanoutQueue1,FanoutExchange fanoutExchange){
        return BindingBuilder.bind(fanoutQueue1()).to(fanoutExchange);
    }

    /**
     * 第二个队列
     * @return
     */
    @Bean
    public Queue fanoutQueue2(){
        return new Queue("fanout.queue2");
    }

    /**
     * 绑定队列交换机
     * @param fanoutQueue2
     * @param fanoutExchange
     * @return
     */
    @Bean
    public Binding bindingExchangeQueue2(Queue fanoutQueue2,FanoutExchange fanoutExchange){
        return BindingBuilder.bind(fanoutQueue2()).to(fanoutExchange);
    }
}

6.2、消息发送

在publisher服务的SpringAmqpTest类中添加测试方法：

    @Test
    public void testFanoutExchange(){
        //交换机
        String exchangeName = "itcast.fanout";
        //消息
        String message = "hello,everyone!";
        rabbitTemplate.convertAndSend(exchangeName, "", message);
    }

6.3、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.err.println("消费者1接收到的消息："+msg);
    }

    @RabbitListener(queues = "fanout.queue2")
    public void listenFanoutQueue2(String msg){
        System.err.println("消费者2接收到的消息："+msg);
    }

6.4、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

7、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

7.1、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 = "direct.exchange",type = ExchangeTypes.DIRECT),
            key = {"red","blue"}
    ))
    public void listenDirectQueue1(String msg){
        System.out.println("消费者1接收到的消息："+msg);
    }

    @RabbitListener(bindings = @QueueBinding(
            value = @Queue(name = "direct.queue2"),
            exchange = @Exchange(name = "direct.exchange",type = ExchangeTypes.DIRECT),
            key = {"red","yellow"}
    ))
    public void listenDirectQueue2(String msg){
        System.out.println("消费者2接收到的消息："+msg);
    }

7.2、消息发送

在publisher服务的SpringAmqpTest类中添加测试方法：

    @Test
    public void testDirectExchange(){
        //交换机
        String exchangeName = "direct.exchange";
        //消息
        String message = "hello,red!";
        rabbitTemplate.convertAndSend(exchangeName, "red", message);
    }

给red发送消息

给blue发送消息

给yellow发送消息

7.3、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

8、Topic

8.1、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：1

• 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

8.2、消息发送

在publisher服务的SpringAmqpTest类中添加测试方法：

   @Test
    public void testTopicExchange(){
        //交换机
        String exchangeName = "itcast.topic";
        //消息
        String message = "陶然带你学Java";
        rabbitTemplate.convertAndSend(exchangeName, "china.news", message);
    }

8.3、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2接收到的消息："+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2接收到的消息："+msg);
    }

8.4、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

9、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。

9.1、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 testQueue(){
        String queue = "jack.queue";
        //消息
        Map<String, String> message = new HashMap<>();
        message.put("name", "陶然同学");
        message.put("age", "22");
        rabbitTemplate.convertAndSend(queue, message);
    }

停止consumer服务

发送消息后查看控制台：

9.2、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();
}