RabbitMQ消息中间件技术精讲（二）

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#rabbitmq #java #分布式

于 2022-02-23 09:01:27 首次发布

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本文详细介绍了RabbitMQ的核心概念，包括其在大厂的应用、高性能原理、AMQP协议、消息流转、安装与管理、SpringBoot集成，以及交换机、绑定、队列和虚拟主机的深入剖析。通过实例演示了如何在SpringBoot中使用RabbitMQ进行生产和消费消息。

文章目录

- - 第二章 `RabbitMQ`核心概念

第二章 `RabbitMQ`核心概念

2.1-大厂使用`RabbitMQ`

RabbitMQ介绍
- 是一个开源的消息代理和队列服务器，用来在不同应用直接共享数据，实现跨语言问题
- 试用Erlang语言编写
- 基于AMQP协议
滴滴，美团，头条，去哪儿
- 开源，性能优秀，稳定性保障
- 提供可靠性消息投递模式（confirm模式），返回模式（return）
- 与SpringAMQP完美整合，API丰富
- 集群模式丰富，表达式配置，HA模式（高可用模式），镜像队列模型
- 保证数据不丢失的前提下做到高可靠性、可用性

2.2-`RabbitMQ`高性能原因

Erlang语言用于交换机领域，Erlang优点：Erlang有着和原生Socket一样的延迟

2.3-`AMQP`协议

AMQP - advanced message queuing protocol 高级消息队列协议 pk JMS java message service
AMQP 是具有现代特征的二进制协议，是一个提供统一消息服务的应用层标准高级消息队列协议，是应用层协议的一个开放标准，为面向消息的中间件设计
AMQP协议模式（->server->virtual host->exchange）3次主要的关联

在这里插入图片描述

2.4-`AMQP`核心概念

Server：又称Broker，接受客户端的连接，实现AMQP实体服务
Connection：连接
Channel：网络信道，几乎所有的操作都在Channel中进行，Channel是进行消息读写的通道，客户端可建立多个Channel，每个Channel代表一个会话任务。类似登录的session。
Message：消息，服务器与应用程序之间传递的数据，由Properties和Body组成。Properties可以对消息进行修饰，比如消息的优先级、延迟投递等高级特性，Body则是消息体内容。
Virtual Host：虚拟地址，用于进行逻辑隔离（例如redis 中有16个db，db0-15，比如内存16G，不是说每个db分配1G,db0也是可以存储16个G的，这就是逻辑隔离，不是物理隔离），最上层的消息路由。一个Virtual Host里面可以有若干个Exchange和Queue，同一个Virtual Host 里面不能有重名的Exchange和Queue
Exchange：交换机，接收消息，根据路由键转发消息到指定绑定的队列上
Binding：Exchange与Queue之间的虚拟连接，binding可以包含routing key
Routing key : 一个路由规则，虚拟机可以用它来确定如何路由一个特定消息
Queue：消息队列，保存消息并将他们转发到消费者

2.5-RabbitMQ整体架构与消息流转

整体架构（生产者关注交换机，消费者监听队列，双方解耦）

2.6-`RabbitMQ`环境安装

安装Erlang
安装RabbitMQ（推荐直接用Docker安装）另起文章说明

# 第一步：查看仓库里的RabbitMQ
docker search rabbitmq
# 第二步：安装
docker pull rabbitmq:3.8
# 第三步：启动
docker run -d --hostname my-rabbit --name rabbit -p 15672:15672 -p 5672:5672 rabbitmq:3.8
# 第四步：安装插件
docker ps 
docker exec -it 镜像ID /bin/bash
rabbitmq-plugins enable rabbitmq_management
# 第五步：访问地址
http://ip地址:15672，这里的用户名和密码默认都是guest

2.7-命令行与管控台结合讲解

命令行工具

# 想看什么就List
	 rabbitmqctl list_exchanges
	 rabbitmqctl list_queues
     rabbitmqctl list_users
# 想加什么就add
    rabbitmqctl add_user username password
# 想清空什么就purge
	 rabbitmqctl purge_queue
# 想删除什么就delete
	 rabbitmqctl delete_queue
# 想知道就  --help
    
rabbitmqctl reset 移除所有数据，必须先停止RabbitMQ
rabbitmqctl join_cluster <clusternode> [--ram] 组成集群命令
rabbitmqctl cluster_status 查看集群状态
rabbitmqctl change_cluster_node_type disc|ram  修改集群节点的存储方式，磁盘或内存
rabbitmqctl forget_cluster_node [--offline] 忘记节点（摘除节点）

管控台
- overview总览
- connections 连接
- channels 信道
- exchanges 交换机
  - type 一栏，4种方式，direct直连模式 fanout广播模式 topic 路由模式 headers 数据头模式
  - features(特性)一栏，D（durable）持久化，即使停止了，在开启也会有数据 I(internal)内部的
- queues 队列
- admin 用户管理

2.8-`SpringBoot`和`RabbitMQ`简单应用

ConnectionFactory 获取连接工厂
Connection 新建连接
Channel 获取数据信道，可发送和接收数据
Producer 和Consumer 生产者和消费者

生产者

public class Producer {
private static final String EXCHANGE_NAME = "exchange_01";
private static final String ROUTING_KEY = "routingkey_01";
private static final String QUEUE_NAME = "queue_01";
private static final String IP_ADDRESS = "127.0.0.1";
private static final String USER = "admin";
private static final String PASSWORD = "admin";
private static final int PORT = 5672;


public static void main(String[] args) throws IOException, TimeoutException {
    //1-创建连接工厂
    ConnectionFactory connectionFactory = new ConnectionFactory();
    connectionFactory.setHost(IP_ADDRESS);
    connectionFactory.setPort(PORT);
    connectionFactory.setUsername(USER);
    connectionFactory.setPassword(PASSWORD);
    //2-创建连接Connection
    Connection connection = connectionFactory.newConnection();
    //3-创建信道Channel
    Channel channel = connection.createChannel();
    //4-创建交换机Exchange-交换机名称，type,是否持久化，是否自动删除，没有其他参数
    channel.exchangeDeclare(EXCHANGE_NAME,"direct",true,false,null);
    //5-创建队列Queue-队列名称，是否持久化，是否排他(保证顺序消费)，是否自动删除，没有其他参数
    channel.queueDeclare(QUEUE_NAME,true,false,false,null);
    //6-队列与交换机进行绑定
    channel.queueBind(QUEUE_NAME,EXCHANGE_NAME,ROUTING_KEY);
    String msg = "hello,rabbitmq";
    //7-发送数据
    //basicPublish(String exchange, String routingKey, boolean mandatory, BasicProperties props, byte[] body)
    // 如果没有指定交换机，则会默认使用AMQP default这个交换机，同时也会默认认为队列名称 == routing key 
    channel.basicPublish(EXCHANGE_NAME,ROUTING_KEY,MessageProperties.PERSISTENT_BASIC,msg.getBytes());
    //8-关闭资源
    channel.close();
    connection.close();
}
}

消费者

public class Consumer {
    private static final String QUEUE_NAME = "queue_01";
    private static final String IP_ADDRESS = "127.0.0.1";
    private static final String USER = "admin";
    private static final String PASSWORD = "admin";
    private static final int PORT = 5672;

    public static void main(String[] args) throws IOException, TimeoutException {
        //1-创建连接工厂
        ConnectionFactory connectionFactory = new ConnectionFactory();
        connectionFactory.setHost(IP_ADDRESS);
        connectionFactory.setPort(PORT);
        connectionFactory.setUsername(USER);
        connectionFactory.setPassword(PASSWORD);
        //2-创建连接Connection
        Connection connection = connectionFactory.newConnection();
        //3-创建信道Channel
        Channel channel = connection.createChannel();
        //4-创建消费者
        DefaultConsumer consumer = new DefaultConsumer(channel){
            @Override
            public void handleDelivery(String consumerTag, Envelope envelope, AMQP.BasicProperties properties, byte[] body) throws IOException {
                System.out.println("msg-"+new String(body));
            }
        };
        //5-消费数据-队列名称，设置是否自动签收，消费者
        channel.basicConsume(QUEUE_NAME,true,consumer);
        //6-关闭资源
        channel.close();
        connection.close();
    }
}

2.9-交换机讲解

Exchange：接收消息，并根据路由键转发消息到所绑定的队列
交换机属性
- Name 交换机名称
- Type 交换机类型 direct-topic-fanout-headers
- Durability 是否持久化
- Auto delete 当最后一个绑定到Exchange上的队列删除后，自动删除该Exchange
- Internal 当前Exchange是否用于RabbitMQ内部使用，默认false,基本不会修改这个属性值
- Arguments 扩展参数
交换机类型
- Direct 直连交换机
  - 所有发送到Direct Exchange的消息，都会被转发到RoutingKey中指定的Queue
  - Driect 模式可以使用RabbitMQ自带的Exchange：default Exchange，所以不需要将Exchange进行任何绑定操作，消息传递时，RoutingKey必须完整匹配才会被队列接收，否则该消息会被抛弃。
- Topic 主题交换机，路由规则交换机
  - 所有发送到Topic Exchange 的消息被转发到所有关心RoutingKey中指定Topic的Queue上
  - Exchange 将RoutingKey和某个Topic进行模糊匹配，此时队列需要绑定一个Topic
    - # 匹配一个或多个词比如： log.# 能够匹配log.info.a 或 log.message
    - * 只匹配一个词比如：log.* 能够匹配 log.info

Fanout 扇形交换机，播发交换机
- 不处理路由键（RoutingKey），只需要简单的将队列绑定到交换机上
- 发送到交换机的消息，都会被转发到与该交换机绑定的所有队列上
- 转发消息是最快的

2.10-绑定、队列、消息、虚拟主机详解

Binding 绑定
- Exchange和Exchange、Queue之间的连接关系
- Binding中可以包含RoutingKey或其他参数
Queue 队列
- 实际存储消息数据
- Durablity是否持久化，Durable（持久化）：是，Transient：否（瞬时状态）
- Auto delete 如果是yes，代表当最后一个监听被移除后，该Queue会自动删除
Message 消息
- 本质就是一段数据，由Properties和Payload(Body体)组成
- 常用属性：delivery mode（配送模式）、headers（自定义属性）
- 其他属性：content_type、content_encoding、priority（优先级）
  
  correlation_id（消息唯一id，相关ack、幂等时使用）、reply_to（做重回队列时使用，比如消息消费失败了回到指定队列）、expiration（过期时间）、message_id（消息id）
```
//设置message参数
AMQP.BasicProperties properties = new AMQP.BasicProperties.Builder()
    .deliveryMode(2) //配送模式2，表示持久化，即使rabbitmq重启数据也不会丢失
    .contentEncoding("UTF-8")
    .expiration("10000") //设置过期时间
    .build();

channel.basicPublish(EXCHANGE_NAME,ROUTING_KEY,properties,msg.getBytes());
```
Virtual host虚拟主机
- 虚拟地址，用于进行逻辑隔离，最上层的消息路由，类似Redis16个db，这里要深入理解下
- 一个虚拟主机中，可以有若干个Exchange和Queue
- 同一个虚拟主机中，不可以有重名的Exchange和Queue