Spring AMQP 使用

学习笔记   2023-12-25 11:45   801   0  

SpringAMQP

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的官方地址:https://spring.io/projects/spring-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

SpringAMQP,Spring AMQP是基于AMQP协议定义的一套API规范,提供了模板来发送和接受消息。包括两部分,其中spring-amqp是基本抽向,spring-rabbit是底层的默认实现

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

使用前记得导入依赖

<!--AMQP依赖,包含RabbitMQ--><dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-amqp</artifactId></dependency>

1 Basic Queue 简单队列模型

1.1 消息发送

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

spring:
  rabbitmq:
    host: 192.168.50.129 # 主机号
    port: 5672 # 端口
    virtual-host: / # 虚拟主机
    username: root # 用户名
    password: root # 密码

编写测试类,并利用RabbitTemplate实现消息发送

@RunWith(SpringRunner.class)@SpringBootTestpublic class SpringAmqpTest {

    @Autowired
    private RabbitTemplate rabbitTemplate;

    @Test
    public void testSentMessageSimpleQueue(){
        String queueName = "simple.queue";
        String message = "hello,spring amqp";
        rabbitTemplate.convertAndSend(queueName,message);
    }}

1.2 消息接收

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

spring:
  rabbitmq:
    host: 192.168.50.129 # 主机号
    port: 5672 # 端口
    virtual-host: / # 虚拟主机
    username: root # 用户名
    password: root # 密码

然后在Consumer服务中新建一个类SpringRabbitListener

import org.springframework.amqp.rabbit.annotation.RabbitListener;import org.springframework.stereotype.Component;@Componentpublic class SpringRabbitListener {

    @RabbitListener(queues = "simple.queue")
    public void listenSimpleQueueMessage(String msg){
        System.out.println("spring 消费者接收到消息:【" + msg + "】");
    }}

2 Work Queue 工作队列

Work queues,也被称为(Task queues),任务模型。简单来说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

image-20210717164238910

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。

模拟WorkQuue,实现一个队列绑定多个消费者

基本思路:

  1. 在publisher服务中定义测试方法,每秒产生50条消息,发送到simple.queue

  2. 在consumer服务中定义两个消息监听者,都监听simple.queue队列

  3. 消费者1每秒处理50条消息,消费者2每秒处理10条消息

2.1 消息发送

循环发消息,模拟大量消息堆积现象

@Testpublic void testSendWorkQueue() throws InterruptedException {
    String queueName = "simple.queue";
    String message = "hello,message_";
    for (int i = 0; i < 50; i++) {
        rabbitTemplate.convertAndSend(queueName,message + i);
        Thread.sleep(20);
    }}

2.2 消息接收

@RabbitListener(queues = "simple.queue")public void listenWorkQueue1(String msg) throws InterruptedException{
    System.out.println("消费者1接收到消息:【" + msg + "】");
     Thread.sleep(20);}@RabbitListener(queues = "simple.queue")public void listenWorkQueue2(String msg) throws InterruptedException{
    System.out.println(".....消费者2接收到消息:【" + msg + "】");
    Thread.sleep(200);}

2.3 测试

经过测试发现,两个消费者接受的消息数量是相同的,这是因为RabbitMQ的消息预取机制,也就是说消息是平均分配给每个消费者,并没有考虑到消费者的处理能力

2.4 优化配置

在spring中有一个简单的配置,可以解决这个问题。我们修改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

2.5.总结

Work模型的使用:

  • 多个消费者绑定到一个队列,同一条消息只会被一个消费者处理

  • 通过设置prefetch来控制消费者预取的消息数量

3 发布订阅

image-20210717165309625

可以看到,在订阅模型中,多了一个exchange角色,而且过程略有变化:

  • 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X(交换机)

  • Exchange:交换机,图中的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!

4 Fanout

Fanout,在MQ中相当于广播

image-20210717165438225

在广播模式下,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

4.1 声明队列和交换机

Spring提供了一个接口Exchange,来表示所有不同类型的交换机:

image-20210717165552676

在consumer服务中创建一个类,声明队列和交换机:

@Configurationpublic class FanoutConfig {

    /**
     * 声明交换机
     * @return
     */
    @Bean
    public FanoutExchange fanoutExchange(){
        return new FanoutExchange("luosaihuzi.fanout");
    }
    @Bean
    public Queue fanoutQueue1(){
        return new Queue("fanout.queue1");
    }
    /**
     * 绑定交换机和队列
     * @param fanoutQueue1
     * @param fanoutExchange
     * @return
     */
    @Bean
    public Binding bindingQueue1(Queue fanoutQueue1,FanoutExchange fanoutExchange){
        return BindingBuilder.bind(fanoutQueue1).to(fanoutExchange);
    }
    @Bean
    public Queue fanoutQueue2(){
        return new Queue("fanout.queue2");
    }
    @Bean
    public Binding bindingQueue2(Queue fanoutQueue2,FanoutExchange fanoutExchange){
        return BindingBuilder.bind(fanoutQueue2).to(fanoutExchange);
    }}

4.2 消息发送

在publisher服务中添加测试方法:

@Testpublic void testFanoutExchange(){
    String exchangeName = "luosaihuzi.fanout";
    String message = "hello,everyone!";
    rabbitTemplate.convertAndSend(exchangeName,"",message);}

4.3 消息接收

在consumer服务中添加两个接收方法

@RabbitListener(queues = "fanout.queue1")public void listenFanoutQueue1(String msg) {
    System.out.println("消费者1接收到Fanout消息:【" + msg + "】");}@RabbitListener(queues = "fanout.queue2")public void listenFanoutQueue2(String msg) {
    System.out.println("消费者2接收到Fanout消息:【" + msg + "】");}

4.4 总结

交换机的作用是什么?

  • 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

  • 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是什么?

  • Queue

  • FanoutExchange

  • Binding

5 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。

这种模式下的交换机可以根据消息发送时所携带的key来找到符合要求的队列

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

image-20210717170041447

5.1 消息发送

@Testpublic void testDirectExchange(){
    //交换机名称
    String exchangeName = "luosaihuzi.direct";
    String message = "hello,blue";
    rabbitTemplate.convertAndSend(exchangeName,"yellow",message);}

5.2 消息接收

利用注解绑定exchange交换机和queue队列

@RabbitListener(bindings = @QueueBinding(
        value = @Queue(name = "direct.queue1"),
        exchange = @Exchange(name = "luosaihuzi.direct",type = ExchangeTypes.DIRECT),
        key = {"red","blue"}))public void listenDirectQueue1(String msg){
    System.out.println("消费者接收到direct.queue1的消息:【" + msg + "】");}@RabbitListener(bindings = @QueueBinding(
        value = @Queue(name = "direct.queue2"),
        exchange = @Exchange(name = "luosaihuzi.direct",type = ExchangeTypes.DIRECT),
        key = {"red","yellow"}))public void listenDirectQueue2(String msg){
    System.out.println("消费者接收到direct.queue2的消息:【" + msg + "】");}

5.3 总结

描述下Direct交换机与Fanout交换机的差异?

  • Fanout交换机将消息路由给每一个与之绑定的队列

  • 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有哪些常见注解?

  • @Queue

  • @Exchange

6 Topic

Topic类型的ExchangeDirect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

举例:

item.#:能够匹配item.spu.insert 或者 item.spu

item.*:只能匹配item.spu

image-20210717170705380

6.1 消息发送

@Testpublic void testTopicExchange(){
    //交换机名称
    String exchangeName = "luosaihuzi.topic";
    String message = "今天中国天气很好!";
    rabbitTemplate.convertAndSend(exchangeName,"china.weather",message);}

6.2 消息接收

@RabbitListener(bindings = @QueueBinding(
        value = @Queue(name = "topic.queue1"),
        exchange = @Exchange(name = "luosaihuzi.topic",type = ExchangeTypes.TOPIC),
        key = "china.*"))public void listenTopicQueue1(String msg){
    System.out.println("消费者接收到topic.queue1的消息:【"+msg+"】");}@RabbitListener(bindings = @QueueBinding(
        value = @Queue(name = "topic.queue2"),
        exchange = @Exchange(name = "luosaihuzi.topic",type = ExchangeTypes.TOPIC),
        key = "#.news"))public void listenTopicQueue2(String msg){
    System.out.println("消费者接收到topic.queue2的消息:【"+msg+"】");}

6.3 总结

描述下Direct交换机与Topic交换机的差异?

  • Topic交换机接收的消息RoutingKey必须是多个单词,以 **.** 分割

  • Topic交换机与队列绑定时的bindingKey可以指定通配符

  • #:代表0个或多个词

  • *:代表1个词

7 消息转换器

Spring会把发送的消息序列化作为字节发送给MQ,接收消息的时候,还会把字节反序列化为Java对象

只不过,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

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SpringAMQP中消息的序列化和反序列化是怎么实现的?

  • 利用MessageConverter实现的,默认实JDK的序列化

  • 注意发送方和接受方必须使用相同的MessageConverter

7.1 配置JSON转换器

显然,JDK序列化方式并不合适。我们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。

在启动类中添加一个Bean即可:

@Beanpublic MessageConverter jsonMessageConverter(){
    return new Jackson2JsonMessageConverter();}

image-20221012150318242



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