RabbitMQ安装和5种不同的消息模型（BasicQueue,WorkQueue,Fanout Exchange,Direct Exchange,Topic Exchange）与SpringAMQP

客官°小女子只卖身不卖艺 2024-03-27 16:37 128阅读 0赞

## RabbitMQ安装 ##

以Docker CE社区版为例：

###### **卸载系统上原有的Docker** ######

yum remove docker \
                      docker-client \
                      docker-client-latest \
                      docker-common \
                      docker-latest \
                      docker-latest-logrotate \
                      docker-logrotate \
                      docker-selinux \
                      docker-engine-selinux \
                      docker-engine \
                      docker-ce

###### **安装yum工具** ######

yum install -y yum-utils \
               device-mapper-persistent-data \
               lvm2 --skip-broken

###### 更新本地镜像源： ######

# 设置docker镜像源
    yum-config-manager \
        --add-repo \
        https://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo
        
    sed -i 's/download.docker.com/mirrors.aliyun.com\/docker-ce/g' /etc/yum.repos.d/docker-ce.repo
    
    yum makecache fast

输入命令：

yum install -y docker-ce

docker-ce为社区免费版本。稍等片刻，docker即可安装成功。

Docker应用需要用到各种端口，逐一去修改防火墙设置。建议大家直接关闭防火墙（自己学习可以这样做）：

# 关闭
    systemctl stop firewalld
    # 禁止开机启动防火墙
    systemctl disable firewalld

启动docker：

systemctl start docker  # 启动docker服务
    
    systemctl stop docker  # 停止docker服务
    
    systemctl restart docker  # 重启docker服务

输入命令，可以查看docker版本：

docker -v

systemctl status docker   # 查看docker状态

配置镜像加速器参考阿里云：[https://cr.console.aliyun.com/cn-hangzhou/instances/mirrors?accounttraceid=70cf815f11ef4542966deadf1d419595ifpb][https_cr.console.aliyun.com_cn-hangzhou_instances_mirrors_accounttraceid_70cf815f11ef4542966deadf1d419595ifpb]

###### 使用Docker来安装MQ ######

**下载镜像**

方式一：在线拉取

docker pull rabbitmq:3.8-management

方式二：从本地加载(先从官网下载[https://packagecloud.io/rabbitmq/rabbitmq-server)][https_packagecloud.io_rabbitmq_rabbitmq-server]，在一个目录下输入一下命令

docker load -i xxx.tar(软件包的名字）

执行下面的命令来运行MQ容器：

docker run \
     -e RABBITMQ_DEFAULT_USER=rabbitmq \
     -e RABBITMQ_DEFAULT_PASS=rabbitmq \
     -v mq-plugins:/plugins \
     --name mq \
     --hostname mq \
     -p 15672:15672 \
     -p 5672:5672 \
     -d \
     rabbitmq:3.8-managemen

控制台的端口号是15672，安装完成则可以访问http://服务器地址:15672

![6d0b6ff1b1dd4212886ec3cc845cac3d.png][]

## MQ前言 ##

微服务间通讯有同步和异步两种方式：同步通讯：就像打电话，需要实时响应；异步通讯：就像发邮件，不需要马上回复。

**Feign调用**就属于同步方式，虽然调用可以实时得到结果，但存在下面的问题：

**耦合度高**：每次加入新的需求，都要修改原来的代码

**性能和吞吐能力下降**：调用者需要等待服务提供者响应，如果调用链过长则响应时间等于每次调用的时间之和。

**有额外的资源消耗**：调用链中的每个服务在等待响应过程中，不能释放请求占用的资源，高并发场景下会极度浪费系统资源

**有级联失败问题**：如果服务提供者出现问题,所有调用方都会跟着出问题，迅速导致整个微服务群故障

异步调用则可以避免上述问题：吞吐量提升：无需等待订阅者处理完成，响应更快速；故障隔离：服务没有直接调用，不存在级联失败问题；调用间没有阻塞，不会造成无效的资源占用；耦合度极低，每个服务都可以灵活插拔，可替换；流量削峰：不管发布事件的流量波动多大，都由Broker接收，订阅者可以按照自己的速度去处理事件。

MQ，中文是消息队列（MessageQueue），比较常见的MQ实现：ActiveMQ、RabbitMQ、RocketMQ、Kafka

![1c149b76a66d48bd999e53df4b8382c8.png][]

追求可用性：Kafka、 RocketMQ 、RabbitMQ

追求可靠性：RabbitMQ、RocketMQ

追求吞吐能力：RocketMQ、Kafka

追求消息低延迟：RabbitMQ、Kafka

RabbitMQ中的一些角色：publisher生产者;consumer消费者;exchange交换机，负责消息路由;queue队列，存储消息;virtualHost：虚拟主机，隔离不同用户的exchange、queue、消息的隔离

### **RabbitMQ消息模型** ###

RabbitMQ官方提供了5个不同不同的消息模型：[https://www.rabbitmq.com/][https_www.rabbitmq.com]

基本消息队列BasicQueue,工作消息队列WorkQueue。

发布订阅( Publish、Subscribe)，又根据交换机类型不同分为三种:

广播Fanout Exchange,路由Direct Exchange,主题Topic Exchange

![336e55e7b427438cb22718f4555d794d.png][]

mq-demo：父工程，管理项目依赖

publisher：消息的发送者

consumer：消息的消费者

#### 最基础的消息队列 ####

官方的HelloWorld是基于最基础的消息队列模型来实现的，只包括三个角色：

publisher：消息发布者，将消息发送到队列queue

queue：消息队列，负责接受并缓存消息

consumer：订阅队列，处理队列中的消息

## **SpringAMQP** ##

SpringAmqp的官方地址：[https://spring.io/projects/spring-amqp][https_spring.io_projects_spring-amqp]

SpringAMQP是基于RabbitMQ封装的一套模板，并且还利用SpringBoot对其实现了自动装配，使用起来非常方便。

SpringAMQP提供了三个功能：自动声明队列、交换机及其绑定关系；基于注解的监听器模式，异步接收消息；封装了RabbitTemplate工具，用于发送消息 。

### **基本消息队列BasicQueue** ###

在父工程中引入依赖：

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

首先配置MQ地址，在publisher服务的application.yml中添加配置：

spring:
      rabbitmq:
        host: xxx.xxx.xxx.xxx # 主机名
        port: 5672 # 端口
        virtual-host: / # 虚拟主机
        username: xxxx # 用户名
        password: xxxx # 密码

在publisher服务中编写测试类SpringAmqpTest，并利用RabbitTemplate实现消息发送：

![7c08686172954bf8b2d3e5e47b9e6d55.png][]

在consumer服务的application.yml中添加配置：

spring:
      rabbitmq:
        host: xxx.xxx.xxx.xxx # 主机名
        port: 5672 # 端口
        virtual-host: / # 虚拟主机
        username: xxxx # 用户名
        password: xxxx # 密码

在consumer服务的包中新建一个类，代码如下：

![73875267ad0c4d0f9a49db8d853f2ea9.png][]

启动consumer服务，然后在publisher服务中运行测试代码，发送MQ消息

### 工作消息队列**WorkQueue** ###

**工作消息队列就是让多个消费者绑定到一个队列，共同消费队列中的消息。**

当消息处理比较耗时的时候，可能生产消息的速度会远远大于消息的消费速度。长此以往，消息就会堆积越来越多，无法及时处理。此时就可以使用work 模型，多个消费者共同处理消息处理，速度就能大大提高了。

在publisher服务中的类中添加一个测试方法：

![346c7dd07a3b4ef0a8240dabc6ce7eaf.png][]

要模拟多个消费者绑定同一个队列，我们在consumer服务的方法中添加2个新的方法：

![fde1d441b94a4decbd295e112f326bcd.png][]

在默认情况下，消息是平均分配给每个消费者（轮询），并没有考虑到消费者的处理能力。这样显然是有问题的。修改consumer服务的application.yml文件，添加配置：

spring:
      rabbitmq:
        listener:
          simple:
            prefetch: 1 # 每次只能获取一条消息，处理完成才能获取下一个消息

### 发布/订阅（Publish/Subscribe） ###

在订阅模型中，多了一个exchange角色，而且消息发送过程略有变化：

Publisher：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exchange（交换机）

Exchange：交换机。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，Exchange有以下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

Consumer：消费者，与以前一样，订阅队列，没有变化

Queue：消息队列也与以前一样，接收消息、缓存消息。

**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。

#### **Fanout** ####

在**Fanout**模式下，消息**发送流程**是这样的：可以有多个队列；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；订阅队列的消费者都能拿到消息。

在consumer中创建一个类，声明队列和交换机：

@Configuration
    public class FanoutConfig {
        /**
         * 声明交换机
         * @return Fanout类型交换机
         */
        @Bean
        public FanoutExchange fanoutExchange(){
            return new FanoutExchange("itcast.fanout");
        }
    
        /**
         * 第1个队列
         */
        @Bean
        public Queue fanoutQueue1(){
            return new Queue("fanout.queue1");
        }
    
        /**
         * 绑定队列和交换机
         */
        @Bean
        public Binding bindingQueue1(Queue fanoutQueue1, FanoutExchange fanoutExchange){
            return BindingBuilder.bind(fanoutQueue1).to(fanoutExchange);
        }
    
        /**
         * 第2个队列
         */
        @Bean
        public Queue fanoutQueue2(){
            return new Queue("fanout.queue2");
        }
    
        /**
         * 绑定队列和交换机
         */
        @Bean
        public Binding bindingQueue2(Queue fanoutQueue2, FanoutExchange fanoutExchange){
            return BindingBuilder.bind(fanoutQueue2).to(fanoutExchange);
        }
    }

在publisher服务的类中添加测试方法：

![4db2c9321efd4919ae3881b8582b7342.png][]

在consumer服务中添加两个方法，作为消费者：

![754914e21c5a46bf98f0d49dfcbafe12.png][]

交换机的作用就是接收publisher发送的消息，将消息按照规则路由到与之绑定的队列，交换机不能缓存消息，路由失败，消息丢失，FanoutExchange的会将消息路由到每个绑定的队列。声明队列、交换机、绑定关系的Bean分布是Queue，FanoutExchange，Binding。

#### **Direct** ####

在Fanout模式中，一条消息，会被所有订阅的队列都消费。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 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consumer中添加两个消费者，同时基于注解来声明队列和交换机：

![836f7391e0724eb19fda73f5463ec73e.png][]

在publisher服务的类中添加测试方法：

![2364a7ebfa364e85a5838e134cd26c15.png][]

通过上面的代码，只有配置了blue的key，才能收到消息。

Direct交换机与Fanout交换机的差异是：Fanout交换机将消息路由给每一个与之绑定的队列，而Direct交换机根据RoutingKey判断路由给哪个队列，如果多个队列具有相同的RoutingKey，则与Fanout功能类似。基于@RabbitListener注解声明队列和交换机的常见注解有@Queue和@Exchange。

#### **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，通配符规则：

\#：匹配一个或多个词

\*：匹配不多不少恰好1个词

举例：

Queue1：绑定的是china.\# ，因此凡是以 china.开头的routing key 都会被匹配到。包括china.news和china.weather

Queue2：绑定的是\#.news ，因此凡是以 .news结尾的 routing key 都会被匹配。包括china.news和japan.news

在publisher服务的类中添加测试方法：

![b3cbfd0253fb404d9b4a6697f89fe0e6.png][]

在consumer服务中添加方法：

![775a388e2a3749f89c64d6c973b1e5ec.png][]

#### **消息转换器** ####

Spring会把你发送的消息序列化为字节发送给MQ，接收消息的时候，还会把字节反序列化为Java对象。默认情况下Spring采用的序列化方式是JDK序列化。众所周知，JDK序列化存在下列问题：数据体积过大，有安全漏洞，可读性差。

##### **配置JSON转换器** #####

希望消息体的体积更小、可读性更高，因此可以使用JSON方式来做序列化和反序列化。

在publisher和consumer两个服务中都引入依赖：

<dependency>
        <groupId>com.fasterxml.jackson.dataformat</groupId>
        <artifactId>jackson-dataformat-xml</artifactId>
        <version>2.9.10</version>
    </dependency>

配置消息转换器，在publisher和consumer的启动类中添加一个Bean即可：

@Bean
    public MessageConverter jsonMessageConverter(){
        return new Jackson2JsonMessageConverter();
    }

测试：

先申明一个队列

![a0dc229a31604de38697b5ca96a9aab6.png][]

然后接受消息

![9442a584d77040b0b0196b9303b5c558.png][]

发送消息

![6805adb7e0a448818b8d32ad1e036aad.png][]

[https_cr.console.aliyun.com_cn-hangzhou_instances_mirrors_accounttraceid_70cf815f11ef4542966deadf1d419595ifpb]: https://cr.console.aliyun.com/cn-hangzhou/instances/mirrors?accounttraceid=70cf815f11ef4542966deadf1d419595ifpb
[https_packagecloud.io_rabbitmq_rabbitmq-server]: https://packagecloud.io/rabbitmq/rabbitmq-server%29
[6d0b6ff1b1dd4212886ec3cc845cac3d.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/27/6d17da43d55c44a4a4d84e24f2e0500d.png
[1c149b76a66d48bd999e53df4b8382c8.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/27/c8820e4419ff42a489ca60090432d803.png
[https_www.rabbitmq.com]: https://www.rabbitmq.com/
[336e55e7b427438cb22718f4555d794d.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/27/796a03f7bff046abaf1139953de65ba5.png
[https_spring.io_projects_spring-amqp]: https://spring.io/projects/spring-amqp
[7c08686172954bf8b2d3e5e47b9e6d55.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/27/fc6d80d8d04f4c28932260c6f8dfddaf.png
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[346c7dd07a3b4ef0a8240dabc6ce7eaf.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/27/b5f752e3b3804aa2b0d92c0aebf9809a.png
[fde1d441b94a4decbd295e112f326bcd.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/27/63b4fe36db8b4a3d98c167985a4d0bc0.png
[4db2c9321efd4919ae3881b8582b7342.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/27/27b62740f7f64257a9846785658fb4fb.png
[754914e21c5a46bf98f0d49dfcbafe12.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/27/2e3da608d9b646668030405c1b2e4311.png
[836f7391e0724eb19fda73f5463ec73e.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/27/7040115a010e418ba46ba34b1d30c77d.png
[2364a7ebfa364e85a5838e134cd26c15.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/27/e7f0d545b2694c8082c32c4ba28e0a66.png
[b3cbfd0253fb404d9b4a6697f89fe0e6.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/27/50a7f84acec647d696e3e97cbeb93f5a.png
[775a388e2a3749f89c64d6c973b1e5ec.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/27/61d73057c36a45bdb84c1245ac632aef.png
[a0dc229a31604de38697b5ca96a9aab6.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/27/c69e1ddf8653417491c5fec15ccef115.png
[9442a584d77040b0b0196b9303b5c558.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/27/39d798d597ef494b81bf8627b529afa7.png
[6805adb7e0a448818b8d32ad1e036aad.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/27/29436bdb5cf34f8c945735282b594a97.png