RabbitMQ与Spring AMQP

RabbitMQ

什么是消息队列（mq）？

MQ（IBM MQ）代表消息队列，是一种应用程序对应用程序的通信方法；通过消息传递队列发送和接收消息数据，支持应用程序，系统，服务和文件之间的信息交换。这简化了业务应用程序的创建和维护

消息队列是典型的消费者与生产者模型。

生产者不断向消息队列发送消息，消费者不断的从队列中获得消息。消息的产生和消费都是异步的，而且只关心消息的发送和接受，没有业务逻辑的入侵，这样就实现了生产者和消费者的解耦。

AMQP和JMS

MQ是消息通信的模型，并不是具体实现。现在实现MQ的有两种主流方式：AMQP、JMS。

AMQP

AMQP，即Advanced Message Queuing Protocol，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。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。Erlang中的实现有RabbitMQ等。

JMS

JMS即Java消息服务（Java Message Service）应用程序接口，是一个Java平台中关于面向消息中间件（MOM）的API，用于在两个应用程序之间，或分布式系统中发送消息，进行异步通信。Java消息服务是一个与具体平台无关的API，绝大多数MOM提供商都对JMS提供支持。

AMQP与JMS区别

JMS是定义了统一的接口，来对消息操作进行统一；AMQP是通过规定协议来统一数据交互的格式
JMS限定了必须使用Java语言；AMQP只是协议，不规定实现方式，因此是跨语言的。
JMS规定了两种消息模型；而AMQP的消息模型更加丰富

常见的MQ产品

ActiveMQ：基于JMS
RabbitMQ：基于AMQP协议，erlang语言开发，稳定性好
RocketMQ：基于JMS，阿里巴巴产品，目前交由Apache基金会
Kafka：分布式消息系统，高吞吐量

RabbitMQ

安装教程：https://cloudlandboy.github.io/myNote/#/project/leyoumall/rabbitmq-install

什么是RabbitMQ？

RabbitMQ是实现了高级消息队列协议（AMQP）的开源消息代理软件（亦称面向消息的中间件）。RabbitMQ服务器是用Erlang语言编写的，而集群和故障转移是构建在开放电信平台框架上的。所有主要的编程语言均有与代理接口通讯的客户端库。

支持多种开发语言：java、python、ruby、.NET、PHP、C/C++、node.js等

官网： http://www.rabbitmq.com/

官方教程：http://www.rabbitmq.com/getstarted.html

了解即可的几种消息模型

1、基本消息模型

基本消息示意图：

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-XRhEUg9q-1586701924284)(https://cdn.static.note.zzrfdsn.cn/images/project/leyoumall/1532762975546.png)]

基本消息模型相当于，你把邮件放到邮筒里，然后rabbitmq充当邮局、邮筒和邮递员，只不过rabbitmq并不对数据做处理。rabbitmq只会做数据存储，转发数据消息的二进制块。最终处理数据的是消费者。

可以设置一个消息确定机制（ACK），来确定你的数据有没有被处理掉。

2、work消息模型

work示意图：

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任务队列，一个生产者有多个消费者，主要思想是避免执行资源密集型任务时，必须等待它执行完成。相反我们可以稍后完成任务，我们将任务封装为消息并将其发送到队列。在后台邮箱的工作进程将获取任务并最终执行作业。当你运行许多消费者时，任务将在他们之间共享，但是一个消息只能被一个消费者共享。

面试题：避免消息堆积？

采用workqueue，多个消费者监听同一队列。
接收到消息以后，而是通过线程池，异步消费。

能者多劳
- 消费者1比消费者2的效率要低，一次任务的耗时较长
- 然而两人最终消费的消息数量是一样的
- 消费者2大量时间处于空闲状态，消费者1一直忙碌
现在的状态属于是把任务平均分配，正确的做法应该是消费越快的人，消费的越多。

怎么实现呢？

我们可以使用basicQos方法和prefetchCount = 1设置。这告诉RabbitMQ一次不要向工作人员发送多于一条消息。或者换句话说，不要向工作人员发送新消息，直到它处理并确认了前一个消息。相反，它会将其分派给不是仍然忙碌的下一个工作人员。

3、订阅模型

work只能传递给一个消费者，而订阅模型可以一个消息多个消费者使用。

这种模式被称为“发布/订阅”。

订阅模型示意图：
在这里插入图片描述

解读：

1、1个P生产者，多个消费者

2、1个X交换机，生产者把消费发送到交换机，由交换机发送给指定队列

3、多个消息队列，每个消费者绑定一个交换机

4、每个队列都只有一个消费者。

5、生产者发送消息，经过交换机到达队列，实现一个消息被多个消费者获取。

X（Exchange）：交换机，一方面：接受生产者发送的消息。另一方面：知道如何处理消息，例如发送给某个特别的队列，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类型有一下几种：

**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的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

【注】Exchange只负责转发消息，不具被存储消息的能力，如果没有如何队列与Exchange绑定或者没有符合路由规则的队列，那么消息会丢失。

-订阅模型-Fanout

Fanout，也称之为：广播

Fanout流程图：

在这里插入图片描述

在广播模式下，消息发送流程是这样的：

可以有多个消费者
每个消费者有自己的queue（队列）
每个队列都要绑定到Exchange（交换机）
生产者发送的消息，只能发送到交换机，交换机来决定要发给哪个队列，生产者无法决定。
交换机把消息发送给绑定过的所有队列
队列的消费者都能拿到消息。实现一条消息被多个消费者消费

-订阅模型-Direct

有选择性的接收消息

在订阅模式中，生产者发布消息，所有消费者都可以获取所有消息。

在路由模式中，我们将添加一个功能 - 我们将只能订阅一部分消息。例如，我们只能将重要的错误消息引导到日志文件（以节省磁盘空间），同时仍然能够在控制台上打印所有日志消息。

但是，在某些场景下，我们希望不同的消息被不同的队列消费。这时就要用到Direct类型的Exchange。

在Direct模型下，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routing key。

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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

-订阅模型-Topic

Topic类型的Exchange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Copy to clipboardErrorCopied

举例：

`audit.#`：能够匹配`audit.irs.corporate` 或者 `audit.irs`

`audit.*`：只能匹配`audit.irs`

在这里插入图片描述

在这个例子中，我们将发送所有描述动物的消息。消息将使用由三个字（两个点）组成的routing key发送。路由关键字中的第一个单词将描述速度，第二个颜色和第三个种类：速度.颜色.种类。

我们创建了三个绑定：Q1绑定了* .orange.*，Q2绑定了*.*.rabbit和lazy.＃。

Q1匹配所有的橙色动物。

Q2匹配关于兔子以及懒惰动物的消息。

持久化

如何避免消息丢失？

1、消费者的ACK机制。可以防止消费者丢失消息。

2、但是，如果在消费者消费之前，MQ就宕机了，消息就没了。

要将消息持久化，前提是：队列、Exchange都持久化

交换机持久化

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队列持久化

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消息持久化

在这里插入图片描述

Spring AMQP

官方文档：https://spring.io/projects/spring-amqp#overview
在这里插入图片描述

SpringAMQP项目将核心Spring概念应用于基于AMQP的消息传递解决方案的开发。它提供了一个“模板”作为发送和接收消息的高级抽象。它还提供了对带有“侦听器容器”的消息驱动POJO的支持。这些库简化了AMQP资源的管理，同时促进了依赖注入和声明式配置的使用。在所有这些情况下，您将看到与Spring框架中JMS支持的相似之处。该项目由两个部分组成：Spring-AMQP是基本抽象，Spring-Rabbit是RabbitMQ实现。

在这里插入图片描述

特征

用于异步处理入站消息的侦听器容器
用于发送和接收信息的RabbitTemplate
用于自动声明队列、交换和绑定的RabbitAdmin

【意】 Spring-amqp是对AMQP协议的抽象实现，而spring-rabbit 是对协议的具体实现，也是目前的唯一实现。底层使用的就是RabbitMQ。

【使用】

1、导入依赖和配置

添加AMQP的启动器

<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-amqp</artifactId>
</dependency>

配置RabbitMQ的地址

spring:
  rabbitmq:
    host: 172.16.145.141
    username: root
    password: root
    virtual-host: /root

2、发送消息，AmqpTemplate

Spring最擅长的事情就是封装，把他人的框架进行封装和整合。

Spring为AMQP提供了统一的消息处理模板：AmqpTemplate，非常方便的发送消息，其发送方法：

在这里插入图片描述
红框圈起来的是比较常用的3个方法，分别是：

指定交换机、RoutingKey和消息体
指定消息
指定RoutingKey和消息，会向默认的交换机发送消息

3、接受消息，监听者

在SpringAmqp中，对消息的消费者进行了封装和抽象，一个普通的JavaBean中的普通方法，只要通过简单的注解，就可以成为一个消费者。

@Component
public class Listener {

    @RabbitListener(bindings = @QueueBinding(
            value = @Queue(value = "spring.test.queue", durable = "true"),
            exchange = @Exchange(
                    value = "spring.test.exchange",
                    ignoreDeclarationExceptions = "true",
                    type = ExchangeTypes.TOPIC
            ),
            key = {"#.#"}))
    public void listen(String msg){
        System.out.println("接收到消息：" + msg);
    }
}

@Componet：类上的注解，注册到Spring容器
```
@RabbitListener ：方法上的注解，声明这个方法是一个消费者方法，需要指定下面的属性：
```
```
bindings：指定绑定关系，可以有多个。值是@QueueBinding的数组。@QueueBinding包含下面属性：
```
包含下面属性：
- value：这个消费者关联的队列。值是@Queue，代表一个队列
- exchange：队列所绑定的交换机，值是@Exchange类型
- key：队列和交换机绑定的RoutingKey

类似listen这样的方法在一个类中可以写多个，就代表多个消费者。