RabbitMQ 视频学习（基础篇）

最新推荐文章于 2024-05-06 19:04:54 发布

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本文以阿里云为基础，参考的是尚硅谷的视频：尚硅谷2021新版RabbitMQ教程 | 快速掌握MQ消息中间件

1、MQ 的相关概念

1.1、什么是 MQ？

MQ（Message Queue），从字面意思上看，本质上是个队列，FIFO先入先出，只不过队列中存放的内容是 message 而已，还是一种跨进程的通信机制，用于上下游传递消息。在互联网架构中，MQ是一种非常常见的上下游"逻辑解耦 + 物理解耦"的消息通信服务。使用了MQ之后，消息发送上游只需要依赖MQ，不用依赖其他服务。

1.2、为什么要使用 MQ？

1.2.1、流量消峰

举个例子，如果订单系统最多能处理一万次订单，这个处理能力能应付正常时段的下单时绰绰有余，正常时段我们下单一秒后就能返回结果。但是在高峰期，如果有两万次下单操作系统是处理不了的，只能限制订单超过一万后不允许用户下单。使用消息队列作为缓冲，我们可以取消这个限制，把一秒钟内下的订单分散成一段时间来处理，这时有些用户可能在下单十几秒后才能收到下单成功的操作，但是不能比下单的体验要好。

1.2.2、应用解耦

以电商应用为例，应用中有订单系统、库存系统、物流系统、支付系统。用户创建订单后，如果耦合调用库存系统、物流系统、支付系统，任何一个子系统出现了故障，都会造成下单操作异常。当转变成基于消息队列的方式后，系统间调用的问题会减少很多，比如物流系统因为发生故障，需要几分钟来修复。在这几分钟时间里，物流系统要处理的内存被缓存在消息队列中，用户的下单操作可以正常完成。当物流系统修复后，继续处理订单信息即可，中间下单用户感受不到物流系统的故障，提升系统的可用性。

1.2.3、异步处理

有些服务间的调用是异步的，例如A调用B，B需要花费很长时间执行，但是A需要知道B什么时候可以执行完，以前一般有两种方式，第一种：A过一段时间去调用B的查询api查询。或者A提供一个Callback api，B执行完之后调用api通知A服务。这两种方式都不是很优雅，使用消息总线，可以很方便的解决这个问题，A调用B服务后，只需要监听B处理完成的消息，当B处理完成后，会发送一条消息给 MQ ，MQ 会将此消息转发给A服务。这样A服务既不用循环调用B的查询api，也不用提供Callback api。同样B服务也不用做这些操作。A服务还能及时的得到异步处理成功的消息。注：使用消息总线的时候，B服务在处理请求完成之前，A服务可以去做其他的任务，而以前的两种方式A服务在B服务处理请求的时候都是处于等待状态的。

1.3、MQ 的分类

1.3.1、ActiveMQ

优点：单机吞吐量万级，时效性 ms 级别，可用性高，基于主从架构实现高可用性，消息可靠性较低的概率丢失数据
缺点：官方社区现在对Active MQ 5.x 维护越来越少，高吞吐量场景较少使用。

1.3.2、KafKa

大数据的杀手锏，谈到大数据领域内的消息传输，则绕不开Kafka，这款为大数据而生的消息中间件，以其百万级别TPS的吞吐量名声大噪，迅速成为大数据领域的宠儿，再数据采集、传输、存储的过程中发挥着举足轻重的作用。目前已经被 LinkedIn、Uber、Twitter、Netflix等大公司所采纳。

优点：性能卓越，单继写入TPS约在百万条/秒，最大的优点，就是吞吐量高。时效性 ms 级可用性非常高，kafka 是分布式的，一个数据多个副本，少数机器宕机，不会丢失数据，不会导致不可用，消费者采用 Pull 的方式获取消息，消息有序，通过控制能够保证所有消息被消费且仅被消费一次；有优秀的第三方 Kafka Web 管理界面 Kafka - Manager；在日志领域比较成熟，被多家公司和多个开源项目使用；功能支持：功能较为简单，主要支持简单的 MQ 功能，在大数据领域的实时计算以及日志采集被大规模使用
缺点：Kafka 单机超过 64 个队列/分区，Load 会发生明显的飙高现象，队列越多，load 越高，发送消息响应时间变长，使用短轮询方式，实时性取决于轮询间隔时间，消费失败不支持重试（简单的来说就是：会出现消息丢失的现象）；支持消息顺序，但是一台代理宕机后，就会产生消息乱序，社区更新较慢。

1.3.3、RocketMQ

RocketMQ出自阿里巴巴的开源产品，用JAVA语言实现，在设计的时候参考了Kafka，并做出了自己的一些改进。被阿里巴巴广泛应用在订单，交易，充值，流计算，消息推送，日志流处理，binlog 分发等场景。

优点：单机吞吐量十万级，可用性非常高，分布式架构，消息可以做到0丢失，MQ 功能较为完善，还是分布式的，扩展性好，支持10亿级别的消息堆积，不会因为堆积导致性能下降，源码是java 我们可以自己阅读源码，定制自己公司的 MQ。
缺点：支持的客户端语言不多，目前是JAVA 以及 C++，其中C++不成熟；社区活跃度一般，没有在MQ 核心中去实现 JMS 等接口，有些系统迁移需要修改大量代码。

1.3.4、RabbitMQ

2007年发布，是一个在 AMQP（高级消息队列协议）基础上完成的，可复用的企业消息系统，是当前最主流的消息中间件之一。

优点：由于 erlang 语言的高并发特性，性能较好；吞吐量到万级，MQ 功能比较完善，健壮、稳定、易用、跨平台、支持多种语言，如：Python、Ruby、.NET、JAVA、JMS、C、PHP、ActionScript、STOMP等，支持AJAX 文档齐全；开源提供的管理界面非常棒，用起来非常好用，社区活跃度高；更新频率非常高
缺点：商业版需要收费，学习成本较高。

1.4、MQ 的选择

1.4.1、Kafka

Kafka 主要特点是基于 Pull 的模式来处理消息消费，追求高吞吐量，一开始的目的就是用于日志收集和传输，适合产生大量数据的互联网服务的数据收集业务。 大型公司建议可以选用，如果有日志采集功能，肯定是首选Kafka了。

1.4.2、RocketMQ

天生为金融互联网领域而生，对于可靠性要求很高的场景，尤其是电商里面的订单扣款，以及业务消峰，在大量交易涌入的时候，后端可能出现无法及时处理的情况。RocketMQ 在稳定性上可能更加值得信赖，这些业务场景在阿里双11已经经历了多次考验，如果你的业务有上述并发场景，建议可以选择 RocketMQ。

1.4.3、RabbitMQ

结合 erlang 语言本身的并发优势，性能好时效性微妙级别，社区活跃度也比较高，管理界面用起来也十分方便，如果你的数据量没有那么大，中小型公司优先选择功能比较完备的 RabbitMQ 。

2、RabbitMQ 的开始之路

2.1、RabbitMQ 的概念

RabbitMQ 是一个消息中间件：它接受并转发消息。你可以把它当做一个快递站点，当你要发送一个包裹的时候，你把你的包裹放到快递站，快递员最终会把你的快递送到收件人那里，按照这种逻辑 RabbitMQ 是一个快递站，一个快递员帮你传递快件。RabbitMQ与快递站的主要区别在于，它不处理快件而是接收，存储和转发消息数据。

2.2、四大核心概念

生产者
- 产生数据发送消息的程序是生产者
交换机
- 交换机是 RabbitMQ 非常重要的一个部件，一方面它接收来自生产者的消息，另一方面它将消息推送到队列中。交换机必须确切知道如何处理它接收到的消息，是将这些消息推送到特定队列还是推送到多个队列。亦或者是把消息丢弃，这个得由交换机类型决定。
队列
- 队列是 RabbitMQ 内部使用得一种数据结构，尽管消息流经 RabbitMQ 和应用程序，但是他们只能存储在队列中。队列仅受主机的内存和磁盘限制的约束，本质上是一个大的消息缓冲区。许多生产者可以将消息发送到一个队列，许多消费者可以尝试从一个队列中接收数据。这就是我们使用队列的方式。
消费者
- 消费与接收具有相似的含义。消费者大多时候是一个等待接收消息的程序。请注意生产者，消费者和消息中间件很多时候并不在同一个机器上。同一个应用程序既可以是生产者又是可以是消费者。

2.3、RabbitMQ 的核心部分（六大模式）

在这里插入图片描述

2.3.1、各个名词介绍

Broker：接收和分发消息的应用，RabbitMQ Server 就是 Message Broker
Virtual host：出于多租户和安全因素设计的，把 AMQP 的基本组件划分到一个虚拟的分组中，类似于网络中的 namespace 概念。当多个不同的用户使用同一个 RabbitMQ Server 提供的服务的时候，可以划分出多个vhost，每个用户在自己的 vhost 创建 exchange / queue 等。
Connection：publisher / consumer 和 broker 之间的TCP连接。
Channel：如果每一次访问 RabbitMQ 都建立一个 Connection，在消息量大的时候建立 TCP Connection 的开销将是巨大的，效率也较低。Channel 是在 Connection 内部建立的逻辑连接，如果应用程序支持多线程，通常每个 thread 创建单独的 channel 进行通讯，AMQP method 包含了channel id，帮助客户端和 message broker 识别 channel，所以 channel 之间是完全隔离的。Channel 作为轻量级的 Connection 极大地减少了操作系统建立TCP Connection的开销。
Exchange：message 到达 broker 的第一站，根据分发规则，匹配查询表中的 routing key，分发消息到 queue 中去。常用的类型有：direct（point-to-point），topic（publish-subscrible）and fanout（multicast）。
Queue：消息最终被送到这里等待 consumer 取走
Binding：exchange 和 queue 之间的虚拟连接，binding中可以包含 routing key，Binding 信息被保存到 exchange 中的查询表中，用于 message 的分发依据。

3、使用 RabbitMQ

查询 rabbitMQ，不指定的话默认为最新版本latest：

拉取镜像：

docker pull rabbitmq:management

查看 docker 镜像列表：

Docker 容器操作：上面命令执行后，镜像就已经拉取到本地仓库了，然后可以进行容器操作，启动 RabbitMQ

# 设置账户密码运行 RabbitMQ
# -d 后台运行
# -p 映射对外开放的端口 主机端口:容器端口
# --name 指定rabbitMQ容器的名称
# -e 配置环境变量  -e RABBITMQ_DEFAULT_USER 指定用户账号
# -e RABBITMQ_DEFAULT_PASS指定账号密码
# --hostname 主机名（RabbitMQ 的一个重要注意事项是它根据所谓的节点名称存储数据，默认为主机名）
docker run -d -p 15672:15672 -p 5672:5672 -e RABBITMQ_DEFAULT_USER=admin -e RABBITMQ_DEFAULT_PASS=admin --name rabbitmq --hostname=rabbitmqhostone rabbitmq:management

# 不设置账户名密码运行 RabbitMQ
docker run -d -p 5672:5672 --name rabbitmq rabbitmq:management

注意， rabbitMQ 默认的账号密码是：guest/guest

进入正在运行的 RabbitMQ 容器：

# 添加一个新的用户
root@rabbitmqhostone:/# rabbitmqctl add_user 用户名 密码

# 设置用户角色
root@rabbitmqhostone:/# rabbitmqctl set_user_tags 用户名 tags/administrator

# 设置用户和角色
set_permission [-p <vhostpath>] <user> <conf> <write> <read>
rabbitmqctl set_permission -p "/" admin ".*" ".*" ".*"

# 查看当前用户和角色
root@rabbitmqhostone:/# rabbitmqctl list_users
Listing users ...
user    tags
admin   [administrator]

登录成功后的 RabbitMQ主界面:

4、JAVA语言来使用 RabbitMQ

使用JAVA编写两个程序，发送单个消息的生产者和接收消息并打印出来的消费者。

P 是我们的生产者，C是我们的消费者，中间的红色框是一个队列 ==》代表使用者保留的消息缓冲区。

例如，创建 Maven 项目并导入如下依赖：

<dependencies>
    <!-- https://mvnrepository.com/artifact/com.rabbitmq/amqp-client -->
    <dependency>
      <groupId>com.rabbitmq</groupId>
      <artifactId>amqp-client</artifactId>
      <version>5.13.1</version>
    </dependency>

    <!-- https://mvnrepository.com/artifact/commons-io/commons-io -->
    <dependency>
      <groupId>commons-io</groupId>
      <artifactId>commons-io</artifactId>
      <version>2.11.0</version>
    </dependency>

</dependencies>
<build>
    <plugins>
      <!-- 指定jdk编译版本 -->
      <plugin>
        <groupId>org.apache.maven.plugins</groupId>
        <artifactId>maven-compiler-plugin</artifactId>
        <configuration>
          <source>1.8</source>
          <target>1.8</target>
        </configuration>
      </plugin>
    </plugins>
</build>

生产者代码构建：

public class Proceducer {
   
    //队列名称
    public static final String QUEUE_NAME="hello";

    public static void main(String[] args) throws IOException, TimeoutException {
   
        //发消息
        //创建一个连接工厂
        ConnectionFactory factory=new ConnectionFactory();
        //工厂IP，连接RabbitMQ的队列
        factory.setHost("39.107.103.173");
        //用户名
        factory.setUsername("admin");
        //密码
        factory.setPassword("admin");
        //设置端口号  注意 15672是RabbitMQ是后台管理界面的端口号 应该设置5672端口
        factory.setPort(5672);

        //创建连接
        Connection connection = factory.newConnection();

        //获取信道(Channel)
        Channel channel = connection.createChannel();

        //创建一个队列
        /**
         * queueDeclare(String var1, boolean var2, boolean var3, boolean var4, Map<String, Object> var5)
         * var1:队列名称
         * var2:队列里面的消息是否持久化，默认情况下消息是存储在内存中，持久化即为存储在磁盘中
         * var3:该队列是否支持多个消费者进行消费，是否进行消息共享，true可以多个消费者消费（即消息共享）
         * false表示只能一个消费者消费（即不进行消息共享）
         * var4:是否自动删除 最后一个消费者断开连接以后 该队列是否自动进行删除
         * var5：其他参数，例如：延迟消息等等
         */
        channel.queueDeclare(QUEUE_NAME,false,false,false,null);
        //发消息
        String message="hello rabbitMQ";

        /**
         * 发送一个消息：
         * 1.发送到哪个交换机
         * 2.路由的key值  本次是队列的名称 根据routing key分发消息到队列中
         * 3.其他参数信息
         * 4.发送消息的消息体
         */
        channel.basicPublish("",QUEUE_NAME,null,message.getBytes());
        System.out.println("消息发送完毕!");
    }

}

消费者队列构建：

/**
 * @author wcc
 * @date 2021/11/3 11:07
 * 消费者，接受消息的
 */
public class Consumer {
   

    //队列的名称，目的是接受此队列的消息
    public static final String QUEUE_NAME = "hello";

    public static void main(String[] args) throws IOException, TimeoutException {
   
        //接收消息
        //创建连接RabbitMQ的连接工厂
        ConnectionFactory factory=new ConnectionFactory();
        factory.setHost("39.107.103.173");

        factory.setUsername("admin");
        factory.setPassword("admin");
        factory.setPort(5672);

        Connection connection=factory.newConnection();

        Channel channel=connection.createChannel();

        //成功的消费回调
        DeliverCallback deliverCallback = (consumeTag,message)->{
   
            System.out.println(new String(message.getBody()));
        };

        //取消消息时的回调
        CancelCallback cancelCallback= (consumerTag)->{
   
            System.out.println("消费消息被中断");
        };

        //消费者接收消息
        /**
         * 消费者消费消息
         * 1.消费哪个队列
         * 2.消费成功之后是否要自动应答 true代表的是自动应答 false代表的是手动应答
         * 3.消费者成功消费的回调
         * 4.消费者取消消费回调
         */
        channel.basicConsume(QUEUE_NAME,true,deliverCallback,cancelCallback);
    }
}

5、Work Queues（工作队列）

**工作队列（又称任务队列）**的主要思想是避免立即执行资源密集型任务，而不得不等待它完成。相反我们安排任务在之后执行。我们把任务封装为消息并将其发送到队列。在后台运行的工作进程将弹出任务并最终执行作业。当有多个工作线程的时候，这些工作线程将一起处理这些任务。

5.1、轮训分发消息

启动两个工作线程，一个消息发送线程，我们来看看两个工作线程是如何工作的？

5.1.1、抽取工具类

public class RabbitMQUtils {
   
    public static Channel getChannel() throws IOException, TimeoutException {
   
        //接收消息
        //创建连接RabbitMQ的连接工厂
        ConnectionFactory factory=new ConnectionFactory();
        factory.setHost("39.107.103.173");

        factory.setUsername("admin");
        factory.setPassword("admin");
        factory.setPort(5672);

        Connection connection=factory.newConnection()

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