03-SpringAMQP入門

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三、SpringAMQP SpringAMQP是基於RabbitMQ封裝的一套模板，並且還利用SpringBoot對其實現了自動裝配，使用起來非常方便 SpringAMQP的官方地址 https://spring.io/projects/spring-amqp AMQP Spring AMQP Sp ...


三、SpringAMQP

SpringAMQP是基於RabbitMQ封裝的一套模板，並且還利用SpringBoot對其實現了自動裝配，使用起來非常方便

SpringAMQP的官方地址

AMQP

Spring AMQP

SpringAMQP提供了三個功能

  • 自動聲明隊列、交換機及其綁定關係
  • 基於註解的監聽模式，非同步接收消息
  • 封裝了RabbitTemplate工具，用於發送消息

3.1、Basic Queue 簡單隊列模型

在父工程引入依賴

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

3.1.1、消息發送

  • ①、配置MQ地址，在publisher服務的application.yml中添加配置

    • spring:
  rabbitmq:
    host: 192.168.222.135 # 主機名
    port: 5672  # 埠號
    virtual-host: /coolman # 虛擬主機
    username: root  # 用戶名
    password: root  # 密碼

  • ②、在publisher服務中編寫測試類，並利用RabbitTemplate實現消息發送

    • package cn.coolman.mq.springamqptest;

import org.junit.jupiter.api.Test;
import org.springframework.amqp.rabbit.core.RabbitTemplate;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.boot.test.context.SpringBootTest;

@SpringBootTest
public class SimpleProducerTest {

    @Autowired
    private RabbitTemplate rabbitTemplate;

    @Test
    public void test01() {
        String queueName = "simpleQueue";
        String message = "革命尚未完成，同志仍需努力";

        rabbitTemplate.convertAndSend(queueName, message);
        System.out.println("發送簡單消息：【" + message + "】完畢");
    }
}

3.1.2、消息接收

  • ①、配置MQ地址，在consumer服務的application.yml中添加配置

    • spring:
  rabbitmq:
    host: 192.168.222.135 # 主機名
    port: 5672  # 埠號
    virtual-host: /coolman # 虛擬主機
    username: root  # 用戶名
    password: root  # 密碼

  • ②、在consumer服務中定義隊列

    • package cn.coolman.mq.config;

import org.springframework.amqp.core.Queue;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;

@Configuration
public class RabbitQueueConfig{

    /**
     * 定義隊列，隊列名稱為：simpleQueue
     * @return
     */
    @Bean
    public Queue simpleQueue(){
        return new Queue("simpleQueue");
    }
}

  • ③、在consumer服務中創建一個SpringRabbitListener類

    • package cn.coolman.mq.listener;

import org.springframework.amqp.rabbit.annotation.RabbitListener;
import org.springframework.stereotype.Component;


@Component
public class SimpleListener {

    /**
     * 方法的調用時機：如果隊列中一旦出現了消息，馬上就會調用這個方法去處理，並且會把這個消息傳遞給message參數
     *  @RabbitListener 指定監聽的隊列的名稱
     * @param message
     */
    @RabbitListener(queues = "simpleQueue")
    public void listener1(String message) {
        System.out.println("監聽器聽到的消息：【"+ message + "】");
    }
}

3.1.3、測試

  • 啟動consumer服務，然後在publisher服務中運行測試代碼，發送MQ消息

3.2、Work Queue 工作隊列模型

Work Queues，也杯稱為（Task Queues），任務模型

  • 簡單來說就是讓多個消費者綁定到一個隊列，共同消費隊列中的消息

當消息處理比較耗時的時候，可能生產消息的速度會遠遠大於消費的速度。

長此以往，消息就會堆積越來越多，無法及時處理。

此時就可以使用work模型，多個消費者共同處理消息，速度就能大大提高

3.2.1、消息發送

  • 這次我們迴圈發送，模擬大量消息堆積現象

  • 在publisher服務中的SpringAmqpTest類中添加一個測試方法

    •     @Test
    public void testWorkQueue() {
        String queueName = "workQueue";
        String message = "good news";

        for (int i = 1; i < 11; i++) {
            rabbitTemplate.convertAndSend(queueName, message + "\t" + i);
            System.out.println("發送簡單消息：【" + message + "\t" + i + "】完畢");
        }
    }

3.2.2、消息接收

  • 修改RabbitQueueConfig類，將隊列名稱改為workQueue

    • package cn.coolman.mq.config;

import org.springframework.amqp.core.Queue;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;

@Configuration
public class RabbitQueueConfig{

    /**
     * 定義隊列，隊列名稱為：simpleQueue
     * @return
     */
//    @Bean
//    public Queue simpleQueue(){
//        return new Queue("simpleQueue");
//    }

    /**
     * 定義隊列，隊列名稱為：workQueue
     * @return
     */
    @Bean
    public Queue workQueue(){
        return new Queue("workQueue");
    }
}

  • 要模擬多個消費者綁定同一個隊列，我們在consumer服務的SpringRabbitListener中添加1個新的方法，這兩個方法綁定同一個隊列

    • package cn.coolman.mq.listener;

import org.springframework.amqp.rabbit.annotation.RabbitListener;
import org.springframework.stereotype.Component;


@Component
public class SimpleListener {

    /**
     * 方法的調用時機：如果隊列中一旦出現了消息，馬上就會調用這個方法去處理，並且會把這個消息傳遞給message參數
     *  @RabbitListener 指定監聽的隊列的名稱
     * @param message
     */
    @RabbitListener(queues = "workQueue")
    public void listener01(String message) {
        System.out.println("監聽器01聽到的消息：【"+ message + "】");
    }

    @RabbitListener(queues = "workQueue")
    public void listener02(String message) throws InterruptedException {
        System.out.println("監聽器02聽到的消息：【"+ message + "】");

        Thread.sleep(10000);
    }
}

    • Listener02這個消費者sleep了10秒，模擬任務耗時

3.2.3、測試

  • 啟動ConsumerApplication後，執行publisher服務中剛編寫的發送測試方法testWorkQueue
  • 可以看到，我們發佈的10條消息，居然平均分配給了兩個消費者，要知道我們其中一個消費者可是每次都睡眠了10秒鐘
  • 這並沒有考慮到消費者的處理能力，顯然是有問題的

3.2.4、任務策略

能者多勞

  • 在Spring中有個簡單的配置，可以解決這個問題

  • 修改consumer服務的application.yml文件，添加配置

  • spring:
  rabbitmq:
    listener:
      simple:
        prefetch: 1   # 每次只能獲取一條消息，處理完成才能後去下一個消息

  • 再進行測試

3.2.5、小結

  • Work Queue模型的使用
    • 多個消費者綁定到一個隊列，同一條消息只會被一個消費者處理
    • 通過設置prefetch來控制消費者預取的消息數量

3.3、Publish/Subscribe 發佈/訂閱模型

  • 發佈/訂閱的模型如圖所示
  • 可以看到，在發佈/訂閱模型中，多了一個exchange角色，而且過程略有變化
    • Publisher：生產者，也就是要發送消息的程式，但是不再發送到隊列中，而是發給exchange（交換機）
    • Exchange：交換機。一方面，接收生產者發送的消息；另一方面，知道如何處理消息，例如遞交給某個特別隊列、遞交給所有隊列、或者是將消息丟棄
      • 到底如何操作，取決與Exchange的類型；Exchange有以下3中類型
        • Fanout：廣播，將消息交給所有綁定到交換機的隊列
        • Direct：定向，把消息交給符合指定routing key的隊列
        • Topic：通配符，把消息交給符合routing pattern（路由模式）的隊列
      • Consumer：消費者，與以前一樣，訂閱隊列，沒有變化
      • Queue：消息隊列也與以前一樣，接收消息、緩存消息
  • PS：
    • Exchange（交換機）只負責轉發消息，不具備存儲消息的能力
    • 因此如果沒有任何隊列與Exchange綁定，或者沒有符合路由規則的隊列，那麼消息會丟失

3.3.1、Fanout 模型

  • Fanout，中文意思是扇出，一般稱為廣播
  • 在廣播模式下，消息發送流程如下所示
    • 1）可以有很多個隊列
    • 2）每個隊列都要綁定到Exchange（交換機）
    • 3）生產者發送的消息，只能發送到交換機，交換機來決定要發給哪個隊列，生產者無法決定
    • 4）交換機把消息發送給綁定過的所有隊列
    • 5）訂閱隊列的消費者都能拿到消息

①、聲明隊列和交換機

  • Spring提供了一個介面Exchange，來表示所有不同類型的交換機

  • 在consumer中創建一個類，聲明隊列和交換機

    • package cn.coolman.mq.config;

import org.springframework.amqp.core.Binding;
import org.springframework.amqp.core.BindingBuilder;
import org.springframework.amqp.core.FanoutExchange;
import org.springframework.amqp.core.Queue;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;

@Configuration
public class RabbitQueueConfig{

    //    ========================定義發佈訂閱模式的交換機與隊列，並且把隊列綁定到交換機上=================================

    /**
     * 定義fanout的交換機
     * @return
     */
    @Bean // 這裡的返回值對象已經存儲到spring的容器中。 key   方法名: new FanoutExchange("fanoutExchange")
    public FanoutExchange fanoutExchange() {
        return new FanoutExchange("fanoutExchange");
    }

    /**
     * 定義一個隊列
     */
    @Bean
    public Queue fanoutQueue01() {
        return new Queue("fanoutQueue01");
    }

    /**
     * 定義一個隊列
     */
    @Bean
    public Queue fanoutQueue02() {
        return new Queue("fanoutQueue02");
    }

    /**
     * 把隊列綁定到交換機上
     */
    @Bean
    public Binding bindingQueueToExchange01(FanoutExchange fanoutExchange, Queue fanoutQueue01) {
        return BindingBuilder.bind(fanoutQueue01).to(fanoutExchange);
    }

    /**
     * 把隊列綁定到交換機上
     */
    @Bean
    public Binding bindingQueueToExchange02(FanoutExchange fanoutExchange, Queue fanoutQueue02) {
        return BindingBuilder.bind(fanoutQueue02).to(fanoutExchange);
    }

}

②、消息發送

  • 在publisher服務的SpringAMQPTest類中添加測試方法

    •     @Test
    public void testFanoutQueue() {
        String exchangeName = "fanoutExchange";
        String message = "嘿嘿嘿嘿嘿嘿，fanout，i am coming ";
        
        rabbitTemplate.convertAndSend(exchangeName, "", message);
        System.out.println("發送成功!");
    }

③、消息接收

  • 在consumer服務的SpringRabbitListener中添加兩個方法，作為消費者

    • package cn.coolman.mq.listener;


import org.springframework.amqp.rabbit.annotation.RabbitListener;
import org.springframework.stereotype.Component;

@Component
public class FanoutListener {

    /**
     * 方法的調用時機：如果隊列中一旦出現了消息，馬上就會調用這個方法去處理，並且會把這個消息傳遞給message參數
     *  @RabbitListener 指定監聽的隊列的名稱
     * @param message
     */
    @RabbitListener(queues = "fanoutQueue01")
    public void listener01(String message) {
        System.out.println("監聽器01聽到的消息：【"+ message + "】");
    }

    @RabbitListener(queues = "fanoutQueue02")
    public void listener02(String message) throws InterruptedException {
        System.out.println("監聽器02聽到的消息：【"+ message + "】");
    }
}

  • 運行結果如下所示

    • 由此可見，FanoutExchange會將消息無條件轉發給每個綁定的隊列
    • 即routekey為空：rabbitTemplate.convertAndSend(exchangeName, "", message);

④、小結

  • 交換機的作用
    • 接收publisher發送的消息
    • 將消息按照規則路由到與之綁定的隊列
    • 不能緩存消息，路由失敗，消息丟失
    • FanoutExchange的會將消息路由到每個綁定的隊列
  • 聲明隊列、交換機、綁定關係的Bean是什麼
    • Queue
    • FanoutExchange
    • Binding

3.3.2、Direct 模型

  • 在Fanout模式中，一條消息，會被所有訂閱的隊列消費。但是，在某些場景下，我們希望不同的消息被不同的隊列消費。這時候就要用到Direct類型的Exchange
  • 在Direct模型中
    • 隊列與交換機的綁定，不能是任意綁定了，而是要指定一個RoutingKey（路由Key）
    • Pulisher在向Excahnge發送消息的時候，也必須指定消息的RoutingKey
    • Exchange不再把消息交給每一個綁定的隊列，而是根據消息的RoutingKey在進行判斷，只有隊列的RoutingKey與消息的RoutingKey完全一致，才會接收到消息

①、基於註解聲明隊列和交換機

  • 基於@Bean的方式聲明隊列和交換機比較麻煩，Spring還提供了基於註解的方式來聲明

  • 在consumer的SpringRabbitListener中添加兩個消費者，同時基於註解來聲明隊列和交換機

    • package cn.coolman.mq.listener;

import org.springframework.amqp.core.ExchangeTypes;
import org.springframework.amqp.rabbit.annotation.Exchange;
import org.springframework.amqp.rabbit.annotation.Queue;
import org.springframework.amqp.rabbit.annotation.QueueBinding;
import org.springframework.amqp.rabbit.annotation.RabbitListener;
import org.springframework.stereotype.Component;

@Component
public class DirectListener {

    @RabbitListener(
            bindings = @QueueBinding(
                    exchange = @Exchange(
                            name = "directExchange", type = ExchangeTypes.DIRECT
                    ),
                    value = @Queue("directQueue01"),
                    key = "pig")
    )
    public void listener01(String message) {
        System.out.println("監聽器01聽到的消息：【"+ message + "】");
    }

    @RabbitListener(
            bindings = @QueueBinding(
                    exchange = @Exchange(
                            name = "directExchange", type = ExchangeTypes.DIRECT
                    ),
                    value = @Queue("directQueue02"),
                    key = "dog")
    )
    public void listener02(String message) {
        System.out.println("監聽器02聽到的消息：【"+ message + "】");
    }
}

②、消息發送

  • 在publisher服務的SpringAMQPTest類中添加測試方法

    • @Test
    public void testDirectQueue() {
        String exchangeName = "directExchange";
        String key1 = "pig";
        String key2 = "dog";

        String message = "I am a ";

        rabbitTemplate.convertAndSend(exchangeName, key1, message + key1);
        System.out.println("向directExchange交換機發送了路由key為【" + key1 + "】的消息【" + message + key1 + "】完畢！");

        rabbitTemplate.convertAndSend(exchangeName, key2, message + key2);
        System.out.println("向directExchange交換機發送了路由key為【" + key2 + "】的消息【" + message + key2 + "】完畢！");

    }

  • 運行結果如下所示

    • 可以明顯看到，DirectExchange是根據routekey來分發消息的

③、總結

  • Direct交換機與Fanout交換機的差異
    • Fanout交換機將消息路由給每一個與之綁定的隊列
    • Direct交換機根據RoutingKey判斷路由給哪個隊列
    • 如果多個隊列具有相同的RoutingKey，則與Fanout功能類似
  • 基於@RabbitListener註解聲明隊列和交換機有那些常見的註解
    • @Queue
    • @Exchange

3.3.3、Topic 模型

  • Topic模型的Exchange與Direct模型相比，都是可以根據RoutingKey把消息路由到不同的隊列
  • 只不過Topic模型的Exchange可以讓隊列在綁定RoutingKey的時候使用通配符
  • RoutingKey一般是由一個或多個單片語成，多個單詞之間以.號分割，例如item.insert
  • 通配符規則
    • #：匹配一個或多個詞
    • *：匹配不多不少，恰好一個詞
  • 舉例
  • item.#：表示能夠匹配item.spu.insert或者item.spu
  • item.*：只能匹配item.spu
  • 再比如下圖所示
  • Queue1：綁定的是china.# ，因此凡是以 china.開頭的routing key 都會被匹配到。包括china.news和china.weather
  • Queue2：綁定的是#.news ，因此凡是以 .news結尾的 routing key 都會被匹配。包括china.news和japan.news
  • 案例需求
    • ①、利用@RabbitListener聲明Exchange、Queue、RoutingKey
    • ②、在consumer服務中，編寫兩個消費者方法，分別監聽topic.queue1和topic.queue2
    • ③、在publisher中編寫測試方法，向topicExchange發送消息
    • ​

①、消息發送

  •     @Test
    public void testTopicQueue() {
        String exchangeName = "topicExchange";
        String routeKey1 = "coolman.hand";
        String routeKey2 = "coolman.hand.hand.hand";
        String message1 = "世紀之握！！！！";
        String message2 = "究極無敵世紀之握！！！！";

        rabbitTemplate.convertAndSend(exchangeName, routeKey1, message1);
        System.out.println("向【topicExchange】交換機發送 routeKey = 【coolman.hand】類型消息：【" + message1 + "】");

        rabbitTemplate.convertAndSend(exchangeName, routeKey2, message2);
        System.out.println("向【topicExchange】交換機發送 routeKey = 【coolman.hand.hand.hand】類型消息：【" + message2 + "】");
    }

②、消息接收

  • package cn.coolman.mq.listener;

import org.springframework.amqp.core.ExchangeTypes;
import org.springframework.amqp.rabbit.annotation.Exchange;
import org.springframework.amqp.rabbit.annotation.Queue;
import org.springframework.amqp.rabbit.annotation.QueueBinding;
import org.springframework.amqp.rabbit.annotation.RabbitListener;
import org.springframework.stereotype.Component;

@Component
public class TopicListener {

    @RabbitListener(
            bindings = @QueueBinding(
                    exchange = @Exchange(name = "topicExchange", type = ExchangeTypes.TOPIC),
                    value = @Queue("topic.queue1"),
                    key = "coolman.*"
            )
    )
    public void listener01(String message) {
        System.out.println("【routeKey = " + "coolman.*】的監聽器【topic.queue1】接收到消息：【" + message + "】");
    }

    @RabbitListener(
            bindings = @QueueBinding(
                    exchange = @Exchange(name = "topicExchange", type = ExchangeTypes.TOPIC),
                    value = @Queue("topic.queue2"),
                    key = "coolman.#"
            )
    )
    public void listener02(String message) {
        System.out.println("【routeKey = " + "coolman.#】的監聽器【topic.queue2】接收到消息：【" + message + "】");

    }
}

  • 運行結果如下所示

    • 顯然，#號可以匹配一個或多個詞；*號匹配不多不少，恰好一個詞

③、小結

  • Direct交換機和Topic交換機的差別
    • Topic交換機接收的消息RoutingKey必須是多個單詞，以**.**分割
    • Topic交換機與隊列綁定時的bingdingKey可以指定通配符
    • #：代表0個或多個詞
    • *：代表1個詞

3.4、消息轉換器

  • 之前說過，Spring會把發送的消息序列化為位元組發送給MQ，接收消息的時候，還會把位元組反序列化為Java對象
  • 只不過，預設情況下Spring採用的序列化方式是JDK序列化。眾所周知，JDK序列化存在下列問題
    • 數據體積過大
    • 有安全漏洞
    • 可讀性差
  • 接下來我們可以測試一下

3.4.1、測試預設轉換器

  • 我們修改消息發送的代碼，發送一個Map對象

    •     @Test
    public void testDefaultConvert() {
        String queueName = "simple.queue";

        // 準備消息
        HashMap<String, Object> message = new HashMap<>();
        message.put("name", "coolman");
        message.put("age", 8);
        message.put("power", "SSS+");

        // 發送消息
        rabbitTemplate.convertAndSend(queueName, message);

    }

  • 停止consumer服務

  • 發送消息後查看RabbitMQ控制台，查看map數據

  • 顯然，JDK序列化方式並不合適；我們希望消息體的體積更小、可讀性更高，因此可以使用JSON方式來做序列化和反序列化

3.4.2、配置JSON轉換器

  • 在publisher和consumer兩個服務中都引入依賴

    • <dependency>
    <groupId>com.fasterxml.jackson.dataformat</groupId>
    <artifactId>jackson-dataformat-xml</artifactId>
    <version>2.9.10</version>
</dependency>
  <dependency>
            <groupId>com.fasterxml.jackson.core</groupId>
            <artifactId>jackson-databind</artifactId>
            <version>2.9.10.5</version>
</dependency>

  • 配置消息轉換器，在啟動類中添加一個Bean即可，如下所示

    •     /**
     * 消息轉換器
     * @return
     */
    @Bean
    // amqp的MessageConverter
    public MessageConverter jsonMessageConverter() {
        return new Jackson2JsonMessageConverter();
    }
}

  • 再次向simple.queue發送消息，再在控制台查看，如下圖所示

  • 顯然，使用JSON進行序列化，可以有效減小體積和提高可讀性


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