rabbitMQ基本介绍

原创已于 2022-03-01 21:08:28 修改 · 257 阅读

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#rabbitmq #中间件 #分布式

于 2022-02-15 13:40:32 首次发布

本文详细介绍了RabbitMQ的AMQP协议、RabbitMQ的使用背景及优势劣势，通过代码示例展示了简单模式、WorkQueues、Publish/Subscribe、Routing和Topics模式的工作原理。此外，还阐述了不同模式在实际场景中的应用，如任务队列、发布订阅、路由匹配等。

MQ全称 Message Queue（消息队列），是在消息的传输过程中保存消息的容器。多用于分布式系统之间进行通信。

AMQP，即 Advanced Message Queuing Protocol（高级消息队列协议），是一个网络协议，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/中间件不同产品，不同的开发语言等条件的限制。2006年，AMQP 规范发布。类比HTTP。

2007年，Rabbit 技术公司基于 AMQP 标准开发的 RabbitMQ 1.0 发布。RabbitMQ 采用 Erlang 语言开发。Erlang 语言由 Ericson 设计，专门为开发高并发和分布式系统的一种语言，在电信领域使用广泛。

MQ 的优势

1、应用解耦
在这里插入图片描述
系统的耦合性越高，容错性就越低，可维护性就越低。

异步提速
在这里插入图片描述

削峰填谷

使用了 MQ 之后，限制消费消息的速度为1000，这样一来，高峰期产生的数据势必会被积压在 MQ 中，高峰就被“削”掉了，但是因为消息积压，在高峰期过后的一段时间内，消费消息的速度还是会维持在1000，直到消费完积压的消息，这就叫做“填谷”。
使用MQ后，可以提高系统稳定性。

MQ 的劣势

 系统可用性降低
系统引入的外部依赖越多，系统稳定性越差。一旦 MQ 宕机，就会对业务造成影响。如何保证MQ的高可用？
 系统复杂度提高
MQ 的加入大大增加了系统的复杂度，以前系统间是同步的远程调用，现在是通过 MQ 进行异步调用。如何保证消息不被丢失等情况？
在这里插入图片描述

RabbitMQ 基础架构如下图：

在这里插入图片描述

RabbitMQ 提供了 6 种工作模式：简单模式、work queues、Publish/Subscribe 发布与订阅模式、Routing 路由模式、Topics 主题模式、RPC 远程调用模式（远程调用，不太算 MQ；暂不作介绍）。
官网对应模式介绍：https://www.rabbitmq.com/getstarted.html

在这里插入图片描述

简单模式
P：生产者，也就是要发送消息的程序
C：消费者：消息的接收者，会一直等待消息到来
queue：消息队列，图中红色部分。类似一个邮箱，可以缓存消息；生产者向其中投递消息，消费者从其中取出消息
在这里插入图片描述
代码：
生产者

public class Consumer {

    public static void main(String[] args) throws IOException, TimeoutException {
        //获取TCP长连接
         Connection conn = RabbitUtils.getConnection();
        //创建通信“通道”，相当于TCP中的虚拟连接
        Channel channel = conn.createChannel();

        //创建队列,声明并创建一个队列，如果队列已存在，则使用这个队列
        //第一个参数：队列名称ID
        //第二个参数：是否持久化，false对应不持久化数据，MQ停掉数据就会丢失
        //第三个参数：是否队列私有化，false则代表所有消费者都可以访问，true代表只有第一次拥有它的消费者才能一直使用，其他消费者不让访问
        //第四个：是否自动删除,false代表连接停掉后不自动删除掉这个队列
        //其他额外的参数, null
        channel.queueDeclare(RabbitConstant.QUEUE_HELLOWORLD,false, false, false, null);

        //从MQ服务器中获取数据

        //创建一个消息消费者
        //第一个参数：队列名
        //第二个参数代表是否自动确认收到消息，false代表手动编程来确认消息，这是MQ的推荐做法
        //第三个参数要传入DefaultConsumer的实现类
        channel.basicConsume(RabbitConstant.QUEUE_HELLOWORLD, false, new Reciver(channel));


    }
}

class  Reciver extends DefaultConsumer {

    private Channel channel;
    //重写构造函数,Channel通道对象需要从外层传入，在handleDelivery中要用到
    public Reciver(Channel channel) {
        super(channel);
        this.channel = channel;
    }

    @Override
    public void handleDelivery(String consumerTag, Envelope envelope, AMQP.BasicProperties properties, byte[] body) throws IOException {

         String message = new String(body);
         System.out.println("消费者接收到的消息："+message);

         System.out.println("消息的TagId："+envelope.getDeliveryTag());
        //false只确认签收当前的消息，设置为true的时候则代表签收该消费者所有未签收的消息
        channel.basicAck(envelope.getDeliveryTag(), false);
    }
}

消费者

public class Producer {
    public static void main(String[] args) throws IOException, TimeoutException {
        //获取TCP长连接
        Connection conn = RabbitUtils.getConnection();
        //创建通信“通道”，相当于TCP中的虚拟连接
        Channel channel = conn.createChannel();

        //创建队列,声明并创建一个队列，如果队列已存在，则使用这个队列
        //第一个参数：队列名称ID
        //第二个参数：是否持久化，false对应不持久化数据，MQ停掉数据就会丢失
        //第三个参数：是否队列私有化，false则代表所有消费者都可以访问，true代表只有第一次拥有它的消费者才能一直使用，其他消费者不让访问
        //第四个：是否自动删除,false代表连接停掉后不自动删除掉这个队列
        //其他额外的参数, null
        channel.queueDeclare(RabbitConstant.QUEUE_HELLOWORLD,false, false, false, null);

        String message = "hello白起666";
        //四个参数
        //exchange 交换机，暂时用不到，在后面进行发布订阅时才会用到
        //队列名称
        //额外的设置属性
        //最后一个参数是要传递的消息字节数组
        channel.basicPublish("", RabbitConstant.QUEUE_HELLOWORLD, null,message.getBytes());
        channel.close();
        conn.close();
        System.out.println("===发送成功===");

    }
}

工作模式
Work Queues：与入门程序的简单模式相比，多了一个或一些消费端，多个消费端共同消费同一个队列中的消息。
应用场景：对于任务过重或任务较多情况使用工作队列可以提高任务处理的速度。

在这里插入图片描述

public class OrderSystem {

    public static void main(String[] args) throws IOException, TimeoutException {
        Connection connection = RabbitUtils.getConnection();
        Channel channel = connection.createChannel();
        channel.queueDeclare(RabbitConstant.QUEUE_SMS, false, false, false, null);

        for(int i = 1 ; i <= 100 ; i++) {
            String str = "乘客" + i+"13900000" + i +"您的车票已预订成功";
            String jsonSMS = new Gson().toJson(str);
            channel.basicPublish("" , RabbitConstant.QUEUE_SMS , null , jsonSMS.getBytes());
        }
        System.out.println("发送数据成功");
        channel.close();
        connection.close();
    }
}

public class SMSSender1 {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        Connection connection = RabbitUtils.getConnection();
        final Channel channel = connection.createChannel();
        channel.queueDeclare(RabbitConstant.QUEUE_SMS, false, false, false, null);

        //如果不写basicQos（1），则自动MQ会将所有请求平均发送给所有消费者
        //basicQos,MQ不再对消费者一次发送多个请求，而是消费者处理完一个消息后（确认后），在从队列中获取一个新的
        channel.basicQos(1);//处理完一个取一个
        channel.basicConsume(RabbitConstant.QUEUE_SMS , false , new DefaultConsumer(channel){
            @Override
            public void handleDelivery(String consumerTag, Envelope envelope, AMQP.BasicProperties properties, byte[] body) throws IOException {
                String jsonSMS = new String(body);
                System.out.println("SMSSender1-短信发送成功:" + jsonSMS);
                try {
                    Thread.sleep(10);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                channel.basicAck(envelope.getDeliveryTag() , false);
            }
        });
    }


}

Pub/Sub 订阅模式
在这里插入图片描述
在订阅模型中，多了一个 Exchange 角色，而且过程略有变化：
P：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）
C：消费者，消息的接收者，会一直等待消息到来
Queue：消息队列，接收消息、缓存消息
Exchange：交换机（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有常见以下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
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！

public class WeatherBureau {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Connection connection = RabbitUtils.getConnection();
        String input = new Scanner(System.in).next();
        Channel channel = connection.createChannel();

        //第一个参数交换机名字   其他参数和之前的一样
        channel.basicPublish(RabbitConstant.EXCHANGE_WEATHER,"" , null , input.getBytes());
        channel.close();
        connection.close();
    }
}

public class Sina {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //获取TCP长连接
        Connection connection = RabbitUtils.getConnection();
        //获取虚拟连接
        final Channel channel = connection.createChannel();
        //声明队列信息
        channel.queueDeclare(RabbitConstant.QUEUE_SINA, false, false, false, null);

        //queueBind用于将队列与交换机绑定
        //参数1：队列名 参数2：交互机名  参数三：路由key（暂时用不到)
        channel.queueBind(RabbitConstant.QUEUE_SINA, RabbitConstant.EXCHANGE_WEATHER, "");
        channel.basicQos(1);
        channel.basicConsume(RabbitConstant.QUEUE_SINA , false , new DefaultConsumer(channel){
            @Override
            public void handleDelivery(String consumerTag, Envelope envelope, AMQP.BasicProperties properties, byte[] body) throws IOException {
                System.out.println("新浪天气收到气象信息：" + new String(body));
                channel.basicAck(envelope.getDeliveryTag() , false);
            }
        });
    }

}

**小结

交换机需要与队列进行绑定，绑定之后；一个消息可以被多个消费者都收到。
发布订阅模式与工作队列模式的区别：
工作队列模式不用定义交换机，而发布/订阅模式需要定义交换机
发布/订阅模式的生产方是面向交换机发送消息，工作队列模式的生产方是面向队列发送消息(底层使用默认交机)
发布/订阅模式需要设置队列和交换机的绑定，工作队列模式不需要设置，实际上工作队列模式会将队列绑定到默认的交换机**

Routing 路由模式
模式说明：
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

在这里插入图片描述
P：生产者，向 Exchange 发送消息，发送消息时，会指定一个routing key
X：Exchange（交换机），接收生产者的消息，然后把消息递交给与 routing key 完全匹配的队列
C1：消费者，其所在队列指定了需要 routing key 为 error 的消息
C2：消费者，其所在队列指定了需要 routing key 为 info、error、warning 的消息

小结：
Routing 模式要求队列在绑定交换机时要指定 routing key，消息会转发到符合 routing key 的队列。

public class WeatherBureau {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Map area = new LinkedHashMap<String, String>();
        area.put("china.hunan.changsha.20201127", "中国湖南长沙20201127天气数据");
        area.put("china.hubei.wuhan.20201127", "中国湖北武汉20201127天气数据");
        area.put("china.hunan.zhuzhou.20201127", "中国湖南株洲20201128天气数据");
        area.put("us.cal.lsj.20201127", "美国加州洛杉矶20201127天气数据");

        area.put("china.hebei.shijiazhuang.20201128", "中国河北石家庄20201128天气数据");
        area.put("china.hubei.wuhan.20201128", "中国湖北武汉20201128天气数据");
        area.put("china.henan.zhengzhou.20201128", "中国河南郑州20201128天气数据");
        area.put("us.cal.lsj.20201128", "美国加州洛杉矶20201128天气数据");
        Connection connection = RabbitUtils.getConnection();
        Channel channel = connection.createChannel();
        Iterator<Map.Entry<String, String>> itr = area.entrySet().iterator();
        while (itr.hasNext()) {
            Map.Entry<String, String> me = itr.next();
            //第一个参数交换机名字   第二个参数作为 消息的routing key
            channel.basicPublish(RabbitConstant.EXCHANGE_WEATHER_ROUTING,me.getKey() , null , me.getValue().getBytes());
        }
        channel.close();
        connection.close();
    }
}

public class Sina {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //获取TCP长连接
        Connection connection = RabbitUtils.getConnection();
        //获取虚拟连接
        final Channel channel = connection.createChannel();
        //声明队列信息
        channel.queueDeclare(RabbitConstant.QUEUE_SINA, false, false, false, null);

        //指定队列与交换机以及routing key之间的关系
        channel.queueBind(RabbitConstant.QUEUE_SINA, RabbitConstant.EXCHANGE_WEATHER_ROUTING, "us.cal.lsj.20201127");
        channel.queueBind(RabbitConstant.QUEUE_SINA, RabbitConstant.EXCHANGE_WEATHER_ROUTING, "china.hubei.wuhan.20201127");
        channel.queueBind(RabbitConstant.QUEUE_SINA, RabbitConstant.EXCHANGE_WEATHER_ROUTING, "us.cal.lsj.20201128");
        channel.queueBind(RabbitConstant.QUEUE_SINA, RabbitConstant.EXCHANGE_WEATHER_ROUTING, "china.henan.zhengzhou.20201012");

        channel.basicQos(1);
        channel.basicConsume(RabbitConstant.QUEUE_SINA , false , new DefaultConsumer(channel){
            @Override
            public void handleDelivery(String consumerTag, Envelope envelope, AMQP.BasicProperties properties, byte[] body) throws IOException {
                System.out.println("新浪天气收到气象信息：" + new String(body));
                channel.basicAck(envelope.getDeliveryTag() , false);
            }
        });
    }
}

Topics 通配符模式

Topic 类型与 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，例如：item.# 能够匹配 item.insert.abc 或者 item.insert，item.* 只能匹配 item.insert 在这里插入图片描述
红色 Queue：绑定的是 usa.# ，因此凡是以 usa. 开头的 routing key 都会被匹配到
黄色 Queue：绑定的是 #.news ，因此凡是以 .news 结尾的 routing key 都会被匹配

小结：
Topic 主题模式可以实现 Pub/Sub 发布与订阅模式和 Routing 路由模式的功能，只是 Topic 在配置routing key 的时候可以使用通配符，显得更加灵活。

总结：

简单模式 HelloWorld
一个生产者、一个消费者，不需要设置交换机（使用默认的交换机）。
工作队列模式 Work Queue
一个生产者、多个消费者（竞争关系），不需要设置交换机（使用默认的交换机）。
发布订阅模式 Publish/subscribe
需要设置类型为 fanout 的交换机，并且交换机和队列进行绑定，当发送消息到交换机后，交换机会将消息发送到绑定的队列。
路由模式 Routing
需要设置类型为 direct 的交换机，交换机和队列进行绑定，并且指定 routing key，当发送消息到交换机后，交换机会根据 routing key 将消息发送到对应的队列。
通配符模式 Topic
需要设置类型为 topic 的交换机，交换机和队列进行绑定，并且指定通配符方式的 routing key，当发送消息到交换机后，交换机会根据 routing key 将消息发送到对应的队列。