RabbitMQ (Java)学习笔记

一、概述

①核心组件

②工作原理

③优势

④应用场景

二、入门

1、docker 安装 MQ

2、Spring AMQP

3、代码实现

pom 依赖

配置RabbitMQ服务端信息

发送消息

接收消息

三、基础

work Queue

案例

消费者消息推送限制（解决消息堆积方案之一）

Work模型的使用

Fanout交换机

Fanout 广播模式

案例

Fanout Exchange交换机的作用是什么?

Direct 交换机

一、概述

RabbitMQ是一种开源的消息代理软件，基于AMQP（高级消息队列协议）实现。它充当消息中间件的角色，允许应用程序通过消息队列进行异步通信。RabbitMQ的主要功能是接收、存储和转发消息，从而解耦应用程序组件，提高系统的可扩展性和可靠性。

①核心组件

生产者（Producer）：负责创建消息并将其发送到RabbitMQ服务器。生产者可以是任何应用程序，它们将消息封装成特定的格式，然后通过网络发送到消息代理。
交换器（Exchange）：交换器是消息传递的枢纽，它接收生产者发送的消息，并根据一定的规则将消息路由到一个或多个队列中。RabbitMQ提供了多种类型的交换器，如直接交换器（direct）、扇形交换器（fanout）、主题交换器（topic）等，每种交换器的路由规则不同。
- 直接交换器：根据消息的路由键（routing key）直接将消息发送到与该路由键绑定的队列。
- 扇形交换器：将消息广播到所有绑定的队列，不考虑路由键。
- 主题交换器：根据路由键的模式匹配规则将消息发送到匹配的队列。
队列（Queue）：队列是存储消息的容器，它是一个先进先出（FIFO）的数据结构。队列中的消息会被消费者（Consumer）依次消费。队列可以持久化，即使RabbitMQ服务器重启，队列中的消息也不会丢失。
消费者（Consumer）：消费者从队列中获取消息并进行处理。消费者可以是应用程序的另一个组件，也可以是独立的进程。消费者通过订阅队列来接收消息，一旦队列中有消息到达，消费者就会按照一定的策略（如轮询、负载均衡等）进行消费。

②工作原理

消息发送过程
- 生产者创建消息，并指定交换器和路由键。
- 生产者将消息发送到RabbitMQ服务器。
- 交换器根据路由键将消息路由到一个或多个队列。
- 如果队列不存在，交换器会根据配置决定是否丢弃消息或返回错误。
消息接收过程
- 消费者向RabbitMQ服务器发送订阅请求，指定要消费的队列。
- 当队列中有消息到达时，RabbitMQ服务器将消息推送给消费者。
- 消费者接收到消息后进行处理，处理完成后向服务器发送确认消息（ack），告知服务器该消息已被成功消费。如果消费者在处理消息过程中失败或崩溃，RabbitMQ服务器会将消息重新放入队列，等待其他消费者消费。

③优势

高可靠性：RabbitMQ支持消息持久化，即使服务器出现故障，消息也不会丢失。同时，它还支持镜像队列，可以在多个节点之间复制队列，提高系统的可用性。
高可用性：RabbitMQ可以部署在多个节点上，形成集群。集群中的节点可以相互备份，当某个节点出现故障时，其他节点可以接管其工作，保证系统的正常运行。
灵活的路由策略：通过不同类型的交换器和路由键，可以实现复杂的消息路由逻辑，满足各种业务场景的需求。
易于扩展：RabbitMQ支持水平扩展，可以通过增加节点来提高系统的处理能力。同时，它还支持多种编程语言的客户端库，方便开发者进行集成。

④应用场景

异步任务处理：当应用程序需要执行耗时的任务时，可以将任务封装成消息发送到RabbitMQ，然后由消费者在后台进行处理，从而提高系统的响应速度。
服务间通信：在微服务架构中，不同的服务可以通过RabbitMQ进行通信，实现服务的解耦和异步交互。
事件驱动架构：RabbitMQ可以作为事件总线，将事件消息传递给不同的消费者，实现事件驱动的业务逻辑。
日志收集：将日志消息发送到RabbitMQ，然后由专门的日志处理程序进行消费和分析，实现日志的集中管理和分析。

二、入门

MQ技术选型参考图如下：

1、docker 安装 MQ

docker run \-e RABBITMQ_DEFAULT_USER=itheima \     # MQ 默认登录用户-e RABBITMQ_DEFAULT_PASS=123321 \      # MQ 默认登录用户的密码-v mq-plugins:/plugins \               # 默认挂载--name mq \                            # 容器名--hostname mq \                        # 主机名-p 15672:15672 \                       # MQ 访问图像化页面端口-p 5672:5672 \                         # MQ 通信端口-d \                        rabbitmq:3.8-management

2、Spring AMQP

SpringAmqp的官方地址 :SpringAMQP官方网址

3、代码实现

pom 依赖

        <!--AMQP依赖，包含RabbitMQ--><dependency><groupId>org.springframework.boot</groupId><artifactId>spring-boot-starter-amqp</artifactId></dependency>

配置RabbitMQ服务端信息

在每个微服务中引入MQ服务端信息，这样微服务才能连接到RabbitMQ

spring:rabbitmq:host: localhost # 主机名port: 5672          # 端口virtual-host: /hmall # 虚拟主机username: hmall  # 用户名password: 123   # 密码

发送消息

SpringAMQP提供了RabbitTemplate工具类，方便我们发送消息。样例发送消息代码如下

@SpringBootTest
public class SpringAmqpTest {@Autowiredprivate RabbitTemplate rabbitTemplate;@Testvoid testSendMessage2Queue() {//        队列名称String queueName = "simple.queue";
//        消息String message = "Hello,Spring amqp !";
//        发送消息rabbitTemplate.convertAndSend(queueName, message);}
}

接收消息

SpringAMQP提供声明式的消息监听，我们只需要通过注解在方法上声明要监听的队列名称，将来SpringAMQP就会把消息传递给当前方法:

@Slf4j
@Component
public class mqListener {@RabbitListener(queues = "simple.queue")public void listenSimpleQueue(String msg){     // 注意这里接受的参数类型，取决于队列中发送者发送的消息类型，因为我们发送者发送字符串，所以这里接受的参数类型也是字符串log.info("消费者收到了Simple.queue的消息：【{}】",msg);}
}

三、基础

work Queue

Workqueues，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

案例

模拟WorkQueue，实现一个队列绑定多个消费者

基本思路如下:

在RabbitMQ的控制台创建一个队列，名为work.queue
在publisher服务中定义测试方法，在1秒内产生50条消息，发送到work.queue
在consumer服务中定义两个消息监听者，都监听work.queue队列
消费者1每秒处理50条消息，消费者2每秒处理5条消息

通过Thread.sleep 方式模拟性能不同的时候接受到的数据

    @RabbitListener(queues = "work.queue")public void listenWorkQueue1(String msg) throws InterruptedException {     // 注意这里接受的参数类型，取决于队列中发送者发送的消息类型，因为我们发送者发送字符串，所以这里接受的参数类型也是字符串System.out.println("消费者1 收到了 work.queue 的消息：【" + msg + "】");Thread.sleep(20);}@RabbitListener(queues = "work.queue")public void listenWorkQueue2(String msg) throws InterruptedException {     // 注意这里接受的参数类型，取决于队列中发送者发送的消息类型，因为我们发送者发送字符串，所以这里接受的参数类型也是字符串System.err.println("消费者2 收到了 work.queue 的消息........：【" + msg + "】");Thread.sleep(200);}

最后发现，消费者接受到的消息是默认的一人一半效果，而处理消息方面可以显示出效率比较低下

消费者消息推送限制（解决消息堆积方案之一）

默认情况下，RabbitMQ的会将消息依次轮询投递给绑定在队列上的每一个消费者。但这并没有考虑到消费者是否已经处理完消息，可能出现消息堆积。

因此我们需要修改application.yml，设置preFetch值为1，确保同一时刻最多投递给消费者1条消息:

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

我们重新发送消息可以发现

这样我们可以充分消费每一条消息，能者多劳效果。

Work模型的使用

多个消费者绑定到一个队列，可以加快消息处理速度
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，处理完一条再处理下一条，实现能者多劳

Fanout交换机

真正生产环境都会经过exchange来发送消息，而不是直接发送到队列，交换机的类型有以下三种:

Fanout : 广播
Direct : 定向
Topic : 话题

Fanout 广播模式

Fanout Exchange 会将接收到的消息广播到每一个跟其绑定的queue，所以也叫广播模式

通过 exchange 广播消息给队列，多个消费者处理绑定的一个队列中的不同订单消息，并行操作，提高效率。

案例

利用SpringAMQP演示FanoutExchange的使用
实现思路如下:

在RabbitMQ控制台中，声明队列fanout.queue1和fanout.queue2
在RabbitMO控制台中，声明交换机hmall.fanout，将两个队列与其绑定
在consumer服务中，编写两个消费者方法，分别监听fanout.queue1和fanout.queue2
在publisher中编写测试方法，向hmall.fanout发送消息.

消费者方法

    @RabbitListener(queues = "fanout.queue1")public void listenFanoutQueue1(String msg){     // 注意这里接受的参数类型，取决于队列中发送者发送的消息类型，因为我们发送者发送字符串，所以这里接受的参数类型也是字符串System.out.println("消费者1 收到了 fanout.queue1 的消息：【{"+ msg + "}】");}@RabbitListener(queues = "fanout.queue2")public void listenFanoutQueue2(String msg){     // 注意这里接受的参数类型，取决于队列中发送者发送的消息类型，因为我们发送者发送字符串，所以这里接受的参数类型也是字符串System.err.println("消费者2 收到了 fanout.queue2 的消息：【{" + msg + "}】");}

发送消息方法

    @Testvoid testSendFanout() {//        队列名称String exchangeName = "hmall.fanout";
//        消息String message = "Hello,everyone!!!";
//        发送消息rabbitTemplate.convertAndSend(exchangeName, "", message);
//      rabbitTemplate.convertAndSend(exchangeName, null, message);  // 或者 第二个参数为 null}