第 4-6 课：Spring Boot RabbitMQ 详解

于 2020-01-09 17:15:15 发布
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分类专栏： Spring Boot 文章标签： RabbitMQ  消息队列
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RabbitMQ 介绍

AMQP （ 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。消息中间件主要⽤于组件之间的解耦，消息的发送者⽆需知道消息使⽤者的存在，反
之亦然。
 
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。
 
RabbitMQ 是⼀个开源的 AMQP 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 。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。

相关概念

通常我们谈到队列服务，会有三个概念：发消息者、队列、收消息者。 RabbitMQ 在这个基本概念之上，多
做了⼀层抽象，在发消息者和队列之间加⼊了交换器（ Exchange ）。这样发消息者和队列就没有直接联系，
转⽽变成发消息者把消息给交换器，交换器根据调度策略再把消息再给队列。
 
  • 左侧 P 代表⽣产者，也就是往 RabbitMQ 发消息的程序。
  • 中间即是 RabbitMQ，其中包括了交换机和队列。
  • 右侧 C 代表消费者，也就是往 RabbitMQ 拿消息的程序。
那么，其中⽐较重要的概念有 4 个，分别为：虚拟主机、交换机、队列和绑定。
  • 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“/”。
  • 交换机：Exchange ⽤于转发消息，但是它不会做存储，如果没有 Queue bind 到 Exchange 的话，它会 直接丢弃掉 Producer 发送过来的消息。
这⾥有⼀个⽐较重要的概念： 路由键 。消息到交换机的时候，交互机会转发到对应的队列中，那么究
竟转发到哪个队列，就要根据该路由键。
  • 绑定：也就是交换机需要和队列相绑定，这其中如上图所示，是多对多的关系。

交换机（Exchange）

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： Direct 、 topic 、 Headers and Fanout 。
  • Direct：其类型的⾏为是“先匹配、再投送”，即在绑定时设定⼀个 routing_key，消息的 routing_key 匹 配时，才会被交换器投送到绑定的队列中去。
  • Topic：按规则转发消息（最灵活）。
  • Headers：设置 header attribute 参数类型的交换机。
  • Fanout：转发消息到所有绑定队列。

Direct Exchange

Direct Exchange 是 RabbitMQ 默认的交换机模式，也是最简单的模式，根据 key 全⽂匹配去寻找队列。
 
 
第⼀个 X - Q1 就有⼀个 binding key ，名字为 orange ； X - Q2 就有 2 个 binding key ，名字为 black 和
green 。当消息中的 路由键 和这个 binding key 对应上的时候，那么就知道了该消息去到哪⼀个队列中。
 
注意：为什么 X 到 Q2 要有 black 、 green ， 2 个 binding key 呢，⼀个不就⾏了吗？这个主要是因为可
能⼜有 Q3 ，⽽ Q3 只接收 black 的信息，⽽ Q2 不仅接收 black 的信息，还接收 green 的信息。

Topic Exchange

Topic Exchange 转发消息主要是根据通配符。在这种交换机下，队列和交换机的绑定会定义⼀种路由模式，
那么，通配符就要在这种路由模式和路由键之间匹配后交换机才能转发消息。
 
在这种交换机模式下：
  • 路由键必须是⼀串字符，⽤句号（.）隔开，⽐如 agreements.us，或者 agreements.eu.stockholm 等；
  • 路由模式必须包含⼀个 星号（* ），主要⽤于匹配路由键指定位置的⼀个单词，⽐如，⼀个路由模式是 这样⼦，agreements..b.*，那么就只能匹配路由键是这样⼦的，第⼀个单词是 agreements，第四个单 词是 b；井号（#）就表示相当于⼀个或者多个单词，例如⼀个匹配模式是 agreements.eu.berlin.#，那 么，以 agreements.eu.berlin 开头的路由键都是可以的。
具体代码发送的时候还是⼀样，第⼀个参数表示交换机，第⼆个参数表示 routing key ，第三个参数即消息。
如下： 
rabbitTemplate.convertAndSend("testTopicExchange","key1.a.c.key2", " this is Rabb
itMQ!");
Topic 和 Direct 类似 , 只是匹配上⽀持了 “ 模式 ” ，在 “ 点分 ” 的 routing_key 形式中 , 可以使⽤两个通配符 :
  • * 表示⼀个词；
  • # 表示零个或多个词。

Headers Exchange

Headers 也是根据规则匹配，相较于 Direct 和 Topic 固定地使⽤ routing_key ， headers 则是⼀个⾃定义匹配
规则的类型。
 
在队列与交换器绑定时，会设定⼀组键值对规则，消息中也包括⼀组键值对（ headers 属性），当这些键值
对有⼀对或全部匹配时，消息被投送到对应队列。

Fanout Exchange

Fanout Exchange 消息⼴播的模式，不管路由键或者是路由模式， 会把消息发给绑定给它的全部队列 ，如果
配置了 routing_key 会被忽略。

Spring Boot 集成 RabbitMQ

Spring Boot 集成 RabbitMQ ⾮常简单，仅需⾮常少的配置就可使⽤， Spring Boot 提供了 spring-boot
starter-amqp 组件对 MQ 消息⽀持。

简单使⽤

（ 1 ）配置 pom 包，主要是添加 spring-boot-starter-amqp 的⽀持
  
<dependency>
 <groupId>org.springframework.boot</groupId>
 <artifactId>spring-boot-starter-amqp</artifactId>
</dependency>
（ 2 ）配置⽂件
配置 rabbitmq 的安装地址、端⼝以及账户信息： 
spring.application.name=Spring-boot-rabbitmq
spring.rabbitmq.host=192.168.0.1
spring.rabbitmq.port=5672
spring.rabbitmq.username=admin
spring.rabbitmq.password=123456
（ 3 ）定义队列 
@Configuration
public class RabbitConfig {
 @Bean
 public Queue Queue() {
 return new Queue("hello");
 }
}
（ 4 ）发送者
AmqpTemplate 是 Spring Boot 提供的默认实现： 
public class HelloSender {
 @Autowired
 private AmqpTemplate rabbitTemplate;
 public void send() {
 String context = "hello " + new Date();
 System.out.println("Sender : " + context);
 this.rabbitTemplate.convertAndSend("hello", context);
 }
}
（ 5 ）接收者
注意使⽤注解 @RabbitListener ，使⽤ queues 指明队列名称， @RabbitHandler 为具体接收的⽅法。 
@Component
@RabbitListener(queues = "hello")
public class HelloReceiver {
 @RabbitHandler
 public void process(String hello) {
 System.out.println("Receiver : " + hello);
 }
}
（ 6 ）测试 
@RunWith(SpringRunner.class)
@Spring BootTest
public class RabbitMqHelloTest {
 @Autowired
 private HelloSender helloSender;
 @Test
 public void hello() throws Exception {
 helloSender.send();
 Thread.sleep(1000l);
 }
}
注意，发送者和接收者的 queue name 必须⼀致，不然不能接收。
 
让测试⽅法等待⼀秒，让接收者接收到消息，不然应⽤退出时可能还没有接收到消息。
 
以上⼀个最常⽤简单的示例就完成了，下⾯我们介绍更复杂的使⽤场景。

多⽅测试

⼀个发送者和 N 个接收者或者 N 个发送者和 N 个接收者会出现什么情况呢？

⼀对多发送

对上⾯的代码进⾏了⼩改造，接收端注册了两个 Receiver ， Receiver1 和 Receiver2 ，发送端加⼊参数计
数，接收端打印接收到的参数，下⾯是测试代码，发送⼀百条消息，来观察两个接收端的执⾏效果。
 
发送者示例： 
@Component
public class NeoSender {
 @Autowired
 private AmqpTemplate rabbitTemplate;
 public void send(int i) {
 String context = "Spring boot neo queue"+" ****** "+i;
 System.out.println("Sender1 : " + context);
 this.rabbitTemplate.convertAndSend("neo", context);
 }
}
接收者 1 示例，接收者 2 和 1 基本⼀致。 
@Component
@RabbitListener(queues = "neo")
public class NeoReceiver1 {
 @RabbitHandler
 public void process(String neo) {
 System.out.println("Receiver 1: " + neo);
 }
}
我们设计了⼀个发送者，两个接收者，发送⼀百个消息看看效果。 
@Test
public void oneToMany() throws Exception {
 for (int i=0;i<100;i++){
 neoSender.send(i);
 }
 Thread.sleep(10000l);
}
结果如下： GitChat 
Receiver 2: Spring boot neo queue ****** 1
Receiver 1: Spring boot neo queue ****** 0
Receiver 1: Spring boot neo queue ****** 2
Receiver 2: Spring boot neo queue ****** 3
Receiver 1: Spring boot neo queue ****** 4
Receiver 2: Spring boot neo queue ****** 5
Receiver 2: Spring boot neo queue ****** 7
Receiver 1: Spring boot neo queue ****** 6
Receiver 2: Spring boot neo queue ****** 8
Receiver 1: Spring boot neo queue ****** 9
Receiver 1: Spring boot neo queue ****** 11
Receiver 2: Spring boot neo queue ****** 10
...
根据返回结果得到以下结论：
 
⼀个发送者， N 个接收者，经过测试接收端均匀接收到消息，也说明接收端⾃动进⾏了均衡负载，我们
也可以利⽤这个特性做流量分发。

多对多发送

复⽤以上的发送者和接收者，再增加⼀个发送者 2 加⼊标记，在⼀百个循环中相互交替发送。
 
发送者⽅法如下：
  
public void send(int i) {
 String context = "Spring boot neo queue"+" ****** "+i;
 System.out.println("Sender2 : " + context);
 this.rabbitTemplate.convertAndSend("neo", context);
}
两个发送者两个接收者的测试⽤例如下： 
@Test
public void manyToMany() throws Exception {
 for (int i=0;i<100;i++){
 neoSender.send(i);
 neoSender2.send(i);
 }
 Thread.sleep(10000l);
}
结果如下： 
Sender1 : Spring boot neo queue ****** 0
Sender2 : Spring boot neo queue ****** 0
Sender1 : Spring boot neo queue ****** 1
Sender2 : Spring boot neo queue ****** 1
Sender1 : Spring boot neo queue ****** 2
Sender2 : Spring boot neo queue ****** 2
Sender1 : Spring boot neo queue ****** 3
Sender2 : Spring boot neo queue ****** 3
Sender1 : Spring boot neo queue ****** 4
Sender2 : Spring boot neo queue ****** 4
Sender1 : Spring boot neo queue ****** 5
Sender2 : Spring boot neo queue ****** 5
...
Receiver 2: Spring boot neo queue ****** 0
Receiver 1: Spring boot neo queue ****** 0
Receiver 2: Spring boot neo queue ****** 1
Receiver 1: Spring boot neo queue ****** 1
Receiver 2: Spring boot neo queue ****** 2
Receiver 1: Spring boot neo queue ****** 2
Receiver 2: Spring boot neo queue ****** 3
Receiver 1: Spring boot neo queue ****** 3
Receiver 2: Spring boot neo queue ****** 4
Receiver 1: Spring boot neo queue ****** 4
Receiver 2: Spring boot neo queue ****** 5
Receiver 1: Spring boot neo queue ****** 5
...
结论：发送端交替发送消息，接收端仍然会均匀接收到消息。

⾼级使⽤

对象的⽀持

Spring Boot 已经完美的⽀持对象的发送和接收，不需要格外的配置。
  
//发送者
public void send(User user) {
 System.out.println("Sender object: " + user.toString());
 this.rabbitTemplate.convertAndSend("object", user);
}
...
//接收者
@RabbitHandler
public void process(User user) {
 System.out.println("Receiver object : " + user);
}
测试⽤例如下： 
@Test
public void sendOject() throws Exception {
 User user=new User();
 user.setName("neo");
 user.setPass("123456");
 sender.send(user);
 Thread.sleep(1000l);
}
结果如下： 
Sender object: com.neo.model.User@66971f6b[name=neo,pass=123456]
Receiver object : com.neo.model.User@14e38d67[name=neo,pass=123456]

Topic Exchange

Topic 是 RabbitMQ 中最灵活的⼀种⽅式，可以根据 routing_key ⾃由的绑定不同的队列。

⾸先对 Topic 规则配置，这⾥使⽤两个队列来测试：

@Configuration
public class TopicRabbitConfig {
 final static String message = "topic.message";
 final static String messages = "topic.messages";
 //定义队列
 @Bean
 public Queue queueMessage() {
 return new Queue(TopicRabbitConfig.message);
 }
 @Bean
 public Queue queueMessages() {
 return new Queue(TopicRabbitConfig.messages);
 }
 //交换机
 @Bean
 TopicExchange exchange() {
 return new TopicExchange("exchange");
 }
 //将队列和交换机绑定
 @Bean
 Binding bindingExchangeMessage(Queue queueMessage, TopicExchange exchange) {
 return BindingBuilder.bind(queueMessage).to(exchange).with("topic.message"
);
 }
 @Bean
 Binding bindingExchangeMessages(Queue queueMessages, TopicExchange exchange) {
 return BindingBuilder.bind(queueMessages).to(exchange).with("topic.#");
 }
}
设计 queueMessages 同时匹配两个队列， queueMessage 只匹配 “topic.message” 队列。
发送者代码如下： 
public void send1() {
 String context = "hi, i am message 1";
 System.out.println("Sender : " + context);
 this.rabbitTemplate.convertAndSend("exchange", "topic.message", context);
}
public void send2() {
 String context = "hi, i am messages 2";
 System.out.println("Sender : " + context);
 this.rabbitTemplate.convertAndSend("exchange", "topic.messages", context);
}
接收者 1 代码如下： 
@Component
@RabbitListener(queues = "topic.message")
public class TopicReceiver {
 @RabbitHandler
 public void process(String message) {
 System.out.println("Topic Receiver1 : " + message);
 }
}
接收者 2 和 1 类似。
 
发送 send1 会匹配到 topic.# 和 topic.message 两个 Receiver 都可以收到消息；发送 send2 只有 topic.# 可
以匹配， Receiver2 监听到了消息。
 
⾸先测试发送 send1() ： 
@Test
public void topic1() throws Exception {
 sender.send1();
 Thread.sleep(1000l);
}
返回结果如下： 
Sender : hi, i am message 1
Topic Receiver1 : hi, i am message 1
Topic Receiver2 : hi, i am message 1
说明两个接收者都接收到了消息。 GitChat
 
再测试发送 send2() ： 
@Test
public void topic2() throws Exception {
 sender.send2();
 Thread.sleep(1000l);
}

返回结果如下：

Sender : hi, i am messages 2
Topic Receiver2 : hi, i am messages 2
只有接收者 2 接收到了消息。两个⽅法都满⾜我们的预期，验证了我们的设想。

Fanout Exchange

Fanout 就是我们熟悉的⼴播模式或者订阅模式，给 Fanout 交换机发送消息，绑定了这个交换机的所有队列
都收到这个消息。
 
Fanout 相关配置： 
@Configuration
public class FanoutRabbitConfig {
 //定义队列
 @Bean
 public Queue AMessage() {
 return new Queue("fanout.A");
 }
 @Bean
 public Queue BMessage() {
 return new Queue("fanout.B");
 }
 @Bean
 public Queue CMessage() {
 return new Queue("fanout.C");
 }
 //定义交换机
 @Bean
 FanoutExchange fanoutExchange() {
 return new FanoutExchange("fanoutExchange");
 }
 //分部进⾏绑定
 @Bean
 Binding bindingExchangeA(Queue AMessage,FanoutExchange fanoutExchange) {
 return BindingBuilder.bind(AMessage).to(fanoutExchange);
 }
 @Bean
 Binding bindingExchangeB(Queue BMessage, FanoutExchange fanoutExchange) {
 return BindingBuilder.bind(BMessage).to(fanoutExchange);
 }
 @Bean
 Binding bindingExchangeC(Queue CMessage, FanoutExchange fanoutExchange) {
 return BindingBuilder.bind(CMessage).to(fanoutExchange);
 }
}
这⾥使⽤了 A 、 B 、 C 三个队列绑定到 Fanout 交换机上⾯，发送端的 routing_key 写任何字符都会被忽略：
发⽣者如下： 
public void send() {
 String context = "hi, fanout msg ";
 System.out.println("Sender : " + context);
 this.rabbitTemplate.convertAndSend("fanoutExchange","", context);
}

接收者 A 代码如下：

@Component
@RabbitListener(queues = "fanout.A")
public class FanoutReceiverA {
 @RabbitHandler
 public void process(String message) {
 System.out.println("fanout Receiver A: " + message);
 }
}
接收者 B 、 C 和接收者 A 类似，相⻅示例代码。
 
写测试⽤例调⽤ send() 进⾏测试： 
@Test
public void fanoutSender() throws Exception {
 sender.send();
 Thread.sleep(1000l);
}
结果如下： 
Sender : hi, fanout msg 
fanout Receiver B: hi, fanout msg 
fanout Receiver C: hi, fanout msg 
fanout Receiver A: hi, fanout msg
结果说明，绑定到 fanout 交换机上⾯的队列都收到了消息。

总结

RabbitMQ ⼀个⾮常⾼效的消息队列组件，使⽤ RabbitMQ 可以⽅便的解耦项⽬之间的依赖，同时利⽤
RabbitMQ 的特性可以做很多的解决⽅案。 Spring Boot 为 RabbitMQ 提供了⽀持组件 spring-boot-starter
amqp ，加载的时候会⾃动进⾏配置，并且预置了 RabbitTemplate ，可以让我们在项⽬中⽅便的调⽤。在测
试使⽤的过程中发现， RabbitMQ ⾮常的灵活，可以使⽤各种策略将不同的发送者和接收者绑定在⼀起，这
些特性在实际项⽬使⽤中⾮常的⾼效便利。
 
 
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