03-SpringAMQP入门

拉不拉稀肚拉稀 · 2022-8-28 21:07:12

三、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

Spring AMQP

SpringAMQP提供了三个功能

自动声明队列、交换机及其绑定关系

基于注解的监听模式，异步接收消息

封装了RabbitTemplate工具，用于发送消息

3.1、Basic Queue 简单队列模型

在父工程引入依赖

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

3.1.1、消息发送

①、配置MQ地址，在publisher服务的application.yml中添加配置
- 1. spring:
  2. rabbitmq:
  3. host: 192.168.222.135 # 主机名
  4. port: 5672 # 端口号
  5. virtual-host: /coolman # 虚拟主机
  6. username: root # 用户名
  7. password: root # 密码
  复制代码
②、在publisher服务中编写测试类，并利用RabbitTemplate实现消息发送
- 1. package cn.coolman.mq.springamqptest;
  3. import org.junit.jupiter.api.Test;
  4. import org.springframework.amqp.rabbit.core.RabbitTemplate;
  5. import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
  6. import org.springframework.boot.test.context.SpringBootTest;
  8. @SpringBootTest
  9. public class SimpleProducerTest {
  11. @Autowired
  12. private RabbitTemplate rabbitTemplate;
  14. @Test
  15. public void test01() {
  16. String queueName = "simpleQueue";
  17. String message = "革命尚未完成，同志仍需努力";
  19. rabbitTemplate.convertAndSend(queueName, message);
  20. System.out.println("发送简单消息：【" + message + "】完毕");
  21. }
  22. }
  复制代码

3.1.2、消息接收

①、配置MQ地址，在consumer服务的application.yml中添加配置
- 1. spring:
  2. rabbitmq:
  3. host: 192.168.222.135 # 主机名
  4. port: 5672 # 端口号
  5. virtual-host: /coolman # 虚拟主机
  6. username: root # 用户名
  7. password: root # 密码
  复制代码
②、在consumer服务中定义队列
- 1. package cn.coolman.mq.config;
  3. import org.springframework.amqp.core.Queue;
  4. import org.springframework.context.annotation.Bean;
  5. import org.springframework.context.annotation.Configuration;
  7. @Configuration
  8. public class RabbitQueueConfig{
  10. /**
  11. * 定义队列，队列名称为：simpleQueue
  12. * @return
  13. */
  14. @Bean
  15. public Queue simpleQueue(){
  16. return new Queue("simpleQueue");
  17. }
  18. }
  复制代码
③、在consumer服务中创建一个SpringRabbitListener类
- 1. package cn.coolman.mq.listener;
  3. import org.springframework.amqp.rabbit.annotation.RabbitListener;
  4. import org.springframework.stereotype.Component;
  7. @Component
  8. public class SimpleListener {
  10. /**
  11. * 方法的调用时机：如果队列中一旦出现了消息，马上就会调用这个方法去处理，并且会把这个消息传递给message参数
  12. * @RabbitListener 指定监听的队列的名称
  13. * @param message
  14. */
  15. @RabbitListener(queues = "simpleQueue")
  16. public void listener1(String message) {
  17. System.out.println("监听器听到的消息：【"+ message + "】");
  18. }
  19. }
  复制代码

3.1.3、测试

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

3.2、Work Queue 工作队列模型

Work Queues，也杯称为（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

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费的速度。
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，速度就能大大提高

3.2.1、消息发送

这次我们循环发送，模拟大量消息堆积现象
在publisher服务中的SpringAmqpTest类中添加一个测试方法
- 1. @Test
  2. public void testWorkQueue() {
  3. String queueName = "workQueue";
  4. String message = "good news";
  6. for (int i = 1; i < 11; i++) {
  7. rabbitTemplate.convertAndSend(queueName, message + "\t" + i);
  8. System.out.println("发送简单消息：【" + message + "\t" + i + "】完毕");
  9. }
  10. }
  复制代码

3.2.2、消息接收

修改RabbitQueueConfig类，将队列名称改为workQueue
- 1. package cn.coolman.mq.config;
  3. import org.springframework.amqp.core.Queue;
  4. import org.springframework.context.annotation.Bean;
  5. import org.springframework.context.annotation.Configuration;
  7. @Configuration
  8. public class RabbitQueueConfig{
  10. /**
  11. * 定义队列，队列名称为：simpleQueue
  12. * @return
  13. */
  14. // @Bean
  15. // public Queue simpleQueue(){
  16. // return new Queue("simpleQueue");
  17. // }
  19. /**
  20. * 定义队列，队列名称为：workQueue
  21. * @return
  22. */
  23. @Bean
  24. public Queue workQueue(){
  25. return new Queue("workQueue");
  26. }
  27. }
  复制代码
要模拟多个消费者绑定同一个队列，我们在consumer服务的SpringRabbitListener中添加1个新的方法，这两个方法绑定同一个队列
- 1. package cn.coolman.mq.listener;
  3. import org.springframework.amqp.rabbit.annotation.RabbitListener;
  4. import org.springframework.stereotype.Component;
  7. @Component
  8. public class SimpleListener {
  10. /**
  11. * 方法的调用时机：如果队列中一旦出现了消息，马上就会调用这个方法去处理，并且会把这个消息传递给message参数
  12. * @RabbitListener 指定监听的队列的名称
  13. * @param message
  14. */
  15. @RabbitListener(queues = "workQueue")
  16. public void listener01(String message) {
  17. System.out.println("监听器01听到的消息：【"+ message + "】");
  18. }
  20. @RabbitListener(queues = "workQueue")
  21. public void listener02(String message) throws InterruptedException {
  22. System.out.println("监听器02听到的消息：【"+ message + "】");
  24. Thread.sleep(10000);
  25. }
  26. }
  复制代码
- Listener02这个消费者sleep了10秒，模拟任务耗时

3.2.3、测试

启动ConsumerApplication后，执行publisher服务中刚编写的发送测试方法testWorkQueue
可以看到，我们发布的10条消息，居然平均分配给了两个消费者，要知道我们其中一个消费者可是每次都睡眠了10秒钟
这并没有考虑到消费者的处理能力，显然是有问题的

3.2.4、任务策略

能者多劳

在Spring中有个简单的配置，可以解决这个问题
修改consumer服务的application.yml文件，添加配置
1. spring:
2. rabbitmq:
3. listener:
4. simple:
5. prefetch: 1 # 每次只能获取一条消息，处理完成才能后去下一个消息
复制代码
再进行测试

3.2.5、小结

Work Queue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

3.3、Publish/Subscribe 发布/订阅模型

发布/订阅的模型如图所示

可以看到，在发布/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，例如递交给某个特别队列、递交给所有队列、或者是将消息丢弃

到底如何操作，取决与Exchange的类型；Exchange有以下3中类型

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

PS：

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

3.3.1、Fanout 模型

Fanout，中文意思是扇出，一般称为广播

在广播模式下，消息发送流程如下所示

1）可以有很多个队列

2）每个队列都要绑定到Exchange（交换机）

3）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

4）交换机把消息发送给绑定过的所有队列

5）订阅队列的消费者都能拿到消息

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
在consumer中创建一个类，声明队列和交换机
- 1. package cn.coolman.mq.config;
  3. import org.springframework.amqp.core.Binding;
  4. import org.springframework.amqp.core.BindingBuilder;
  5. import org.springframework.amqp.core.FanoutExchange;
  6. import org.springframework.amqp.core.Queue;
  7. import org.springframework.context.annotation.Bean;
  8. import org.springframework.context.annotation.Configuration;
  10. @Configuration
  11. public class RabbitQueueConfig{
  13. // ========================定义发布订阅模式的交换机与队列，并且把队列绑定到交换机上=================================
  15. /**
  16. * 定义fanout的交换机
  17. * @return
  18. */
  19. @Bean // 这里的返回值对象已经存储到spring的容器中。 key 方法名: new FanoutExchange("fanoutExchange")
  20. public FanoutExchange fanoutExchange() {
  21. return new FanoutExchange("fanoutExchange");
  22. }
  24. /**
  25. * 定义一个队列
  26. */
  27. @Bean
  28. public Queue fanoutQueue01() {
  29. return new Queue("fanoutQueue01");
  30. }
  32. /**
  33. * 定义一个队列
  34. */
  35. @Bean
  36. public Queue fanoutQueue02() {
  37. return new Queue("fanoutQueue02");
  38. }
  40. /**
  41. * 把队列绑定到交换机上
  42. */
  43. @Bean
  44. public Binding bindingQueueToExchange01(FanoutExchange fanoutExchange, Queue fanoutQueue01) {
  45. return BindingBuilder.bind(fanoutQueue01).to(fanoutExchange);
  46. }
  48. /**
  49. * 把队列绑定到交换机上
  50. */
  51. @Bean
  52. public Binding bindingQueueToExchange02(FanoutExchange fanoutExchange, Queue fanoutQueue02) {
  53. return BindingBuilder.bind(fanoutQueue02).to(fanoutExchange);
  54. }
  56. }
  复制代码

②、消息发送

在publisher服务的SpringAMQPTest类中添加测试方法
- 1. @Test
  2. public void testFanoutQueue() {
  3. String exchangeName = "fanoutExchange";
  4. String message = "嘿嘿嘿嘿嘿嘿，fanout，i am coming ";
  6. rabbitTemplate.convertAndSend(exchangeName, "", message);
  7. System.out.println("发送成功!");
  8. }
  复制代码

③、消息接收

在consumer服务的SpringRabbitListener中添加两个方法，作为消费者
- 1. package cn.coolman.mq.listener;
  4. import org.springframework.amqp.rabbit.annotation.RabbitListener;
  5. import org.springframework.stereotype.Component;
  7. @Component
  8. public class FanoutListener {
  10. /**
  11. * 方法的调用时机：如果队列中一旦出现了消息，马上就会调用这个方法去处理，并且会把这个消息传递给message参数
  12. * @RabbitListener 指定监听的队列的名称
  13. * @param message
  14. */
  15. @RabbitListener(queues = "fanoutQueue01")
  16. public void listener01(String message) {
  17. System.out.println("监听器01听到的消息：【"+ message + "】");
  18. }
  20. @RabbitListener(queues = "fanoutQueue02")
  21. public void listener02(String message) throws InterruptedException {
  22. System.out.println("监听器02听到的消息：【"+ message + "】");
  23. }
  24. }
  复制代码
运行结果如下所示
- 由此可见，FanoutExchange会将消息无条件转发给每个绑定的队列
- 即routekey为空：rabbitTemplate.convertAndSend(exchangeName, "", message);

④、小结

交换机的作用
- 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

3.3.2、Direct 模型

在Fanout模式中，一条消息，会被所有订阅的队列消费。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。这时候就要用到Direct类型的Exchange

在Direct模型中

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）

Pulisher在向Excahnge发送消息的时候，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RoutingKey在进行判断，只有队列的RoutingKey与消息的RoutingKey完全一致，才会接收到消息

①、基于注解声明队列和交换机

基于@Bean的方式声明队列和交换机比较麻烦，Spring还提供了基于注解的方式来声明
在consumer的SpringRabbitListener中添加两个消费者，同时基于注解来声明队列和交换机
- 1. package cn.coolman.mq.listener;
  3. import org.springframework.amqp.core.ExchangeTypes;
  4. import org.springframework.amqp.rabbit.annotation.Exchange;
  5. import org.springframework.amqp.rabbit.annotation.Queue;
  6. import org.springframework.amqp.rabbit.annotation.QueueBinding;
  7. import org.springframework.amqp.rabbit.annotation.RabbitListener;
  8. import org.springframework.stereotype.Component;
  10. @Component
  11. public class DirectListener {
  13. @RabbitListener(
  14. bindings = @QueueBinding(
  15. exchange = @Exchange(
  16. name = "directExchange", type = ExchangeTypes.DIRECT
  17. ),
  18. value = @Queue("directQueue01"),
  19. key = "pig")
  20. )
  21. public void listener01(String message) {
  22. System.out.println("监听器01听到的消息：【"+ message + "】");
  23. }
  25. @RabbitListener(
  26. bindings = @QueueBinding(
  27. exchange = @Exchange(
  28. name = "directExchange", type = ExchangeTypes.DIRECT
  29. ),
  30. value = @Queue("directQueue02"),
  31. key = "dog")
  32. )
  33. public void listener02(String message) {
  34. System.out.println("监听器02听到的消息：【"+ message + "】");
  35. }
  36. }
  复制代码

②、消息发送

在publisher服务的SpringAMQPTest类中添加测试方法
- 1. @Test
  2. public void testDirectQueue() {
  3. String exchangeName = "directExchange";
  4. String key1 = "pig";
  5. String key2 = "dog";
  7. String message = "I am a ";
  9. rabbitTemplate.convertAndSend(exchangeName, key1, message + key1);
  10. System.out.println("向directExchange交换机发送了路由key为【" + key1 + "】的消息【" + message + key1 + "】完毕！");
  12. rabbitTemplate.convertAndSend(exchangeName, key2, message + key2);
  13. System.out.println("向directExchange交换机发送了路由key为【" + key2 + "】的消息【" + message + key2 + "】完毕！");
  15. }
  复制代码
运行结果如下所示
- 可以明显看到，DirectExchange是根据routekey来分发消息的

③、总结

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那些常见的注解
- @Queue
- @Exchange

3.3.3、Topic 模型

Topic模型的Exchange与Direct模型相比，都是可以根据RoutingKey把消息路由到不同的队列

只不过Topic模型的Exchange可以让队列在绑定RoutingKey的时候使用通配符

RoutingKey一般是由一个或多个单词组成，多个单词之间以.号分割，例如item.insert

通配符规则

#：匹配一个或多个词

*：匹配不多不少，恰好一个词

举例

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

item.*：只能匹配item.spu

再比如下图所示

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

案例需求
- ①、利用@RabbitListener声明Exchange、Queue、RoutingKey
- ②、在consumer服务中，编写两个消费者方法，分别监听topic.queue1和topic.queue2
- ③、在publisher中编写测试方法，向topicExchange发送消息

①、消息发送

1. @Test
2. public void testTopicQueue() {
3. String exchangeName = "topicExchange";
4. String routeKey1 = "coolman.hand";
5. String routeKey2 = "coolman.hand.hand.hand";
6. String message1 = "世纪之握！！！！";
7. String message2 = "究极无敌世纪之握！！！！";
9. rabbitTemplate.convertAndSend(exchangeName, routeKey1, message1);
10. System.out.println("向【topicExchange】交换机发送 routeKey = 【coolman.hand】类型消息：【" + message1 + "】");
12. rabbitTemplate.convertAndSend(exchangeName, routeKey2, message2);
13. System.out.println("向【topicExchange】交换机发送 routeKey = 【coolman.hand.hand.hand】类型消息：【" + message2 + "】");
14. }
复制代码

②、消息接收

1. package cn.coolman.mq.listener;
3. import org.springframework.amqp.core.ExchangeTypes;
4. import org.springframework.amqp.rabbit.annotation.Exchange;
5. import org.springframework.amqp.rabbit.annotation.Queue;
6. import org.springframework.amqp.rabbit.annotation.QueueBinding;
7. import org.springframework.amqp.rabbit.annotation.RabbitListener;
8. import org.springframework.stereotype.Component;
10. @Component
11. public class TopicListener {
13. @RabbitListener(
14. bindings = @QueueBinding(
15. exchange = @Exchange(name = "topicExchange", type = ExchangeTypes.TOPIC),
16. value = @Queue("topic.queue1"),
17. key = "coolman.*"
18. )
19. )
20. public void listener01(String message) {
21. System.out.println("【routeKey = " + "coolman.*】的监听器【topic.queue1】接收到消息：【" + message + "】");
22. }
24. @RabbitListener(
25. bindings = @QueueBinding(
26. exchange = @Exchange(name = "topicExchange", type = ExchangeTypes.TOPIC),
27. value = @Queue("topic.queue2"),
28. key = "coolman.#"
29. )
30. )
31. public void listener02(String message) {
32. System.out.println("【routeKey = " + "coolman.#】的监听器【topic.queue2】接收到消息：【" + message + "】");
34. }
35. }
复制代码
运行结果如下所示
- 显然，#号可以匹配一个或多个词；*号匹配不多不少，恰好一个词

③、小结

Direct交换机和Topic交换机的差别
- 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bingdingKey可以指定通配符
- #：代表0个或多个词
- *：代表1个词

3.4、消息转换器

之前说过，Spring会把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
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
接下来我们可以测试一下

3.4.1、测试默认转换器

我们修改消息发送的代码，发送一个Map对象
- 1. @Test
  2. public void testDefaultConvert() {
  3. String queueName = "simple.queue";
  5. // 准备消息
  6. HashMap<String, Object> message = new HashMap<>();
  7. message.put("name", "coolman");
  8. message.put("age", 8);
  9. message.put("power", "SSS+");
  11. // 发送消息
  12. rabbitTemplate.convertAndSend(queueName, message);
  14. }
  复制代码
停止consumer服务
发送消息后查看RabbitMQ控制台，查看map数据
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

3.4.2、配置JSON转换器

在publisher和consumer两个服务中都引入依赖
- 1. <dependency>
  2. <groupId>com.fasterxml.jackson.dataformat</groupId>
  3. <artifactId>jackson-dataformat-xml</artifactId>
  4. <version>2.9.10</version>
  5. </dependency>
  6. <dependency>
  7. <groupId>com.fasterxml.jackson.core</groupId>
  8. <artifactId>jackson-databind</artifactId>
  9. <version>2.9.10.5</version>
  10. </dependency>
  复制代码
配置消息转换器，在启动类中添加一个Bean即可，如下所示
- 1. /**
  2. * 消息转换器
  3. * @return
  4. */
  5. @Bean
  6. // amqp的MessageConverter
  7. public MessageConverter jsonMessageConverter() {
  8. return new Jackson2JsonMessageConverter();
  9. }
  10. }
  复制代码
再次向simple.queue发送消息，再在控制台查看，如下图所示
显然，使用JSON进行序列化，可以有效减小体积和提高可读性

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