rabbitmq知识梳理

news2024/11/10 15:39:10

一.WorkQueues模型

Work 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。

在这里插入图片描述
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，消息处理的速度就能大大提高了。
接下来，我们就来模拟这样的场景。
首先，我们在控制台创建一个新的队列，命名为work.queue：
在这里插入图片描述

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：

 /**
     * workQueue
     * 向队列中不停发送消息，模拟消息堆积。
     */
    @Test
    public void testWorkQueue() throws InterruptedException {
        // 队列名称
        String queueName = "work.queue";
        // 消息
        String message = "hello, message_";
        for (int i = 0; i < 50; i++) {
            // 发送消息，每20毫秒发送一次，相当于每秒发送50条消息
            rabbitTemplate.convertAndSend(queueName, message + i);
            Thread.sleep(20);
        }
    }

2.消息接收

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2个新的方法：

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

@RabbitListener(queues = "work.queue")
public void listenWorkQueue2(String msg) throws InterruptedException {
    System.err.println("消费者2........接收到消息：【" + msg + "】" + LocalTime.now());
    Thread.sleep(200);
}

注意到这两消费者，都设置了`Thead.sleep`，模拟任务耗时：
  • 消费者1 sleep了20毫秒，相当于每秒钟处理50个消息
  • 消费者2 sleep了200毫秒，相当于每秒处理5个消息

在这里插入图片描述
可以看到消费者1和消费者2竟然每人消费了25条消息：

  • 消费者1很快完成了自己的25条消息
  • 消费者2却在缓慢的处理自己的25条消息。

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。导致1个消费者空闲，另一个消费者忙的不可开交。没有充分利用每一个消费者的能力，最终消息处理的耗时远远超过了1秒。这样显然是有问题的。

3.能者多劳

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

在这里插入图片描述
可以发现，由于消费者1处理速度较快，所以处理了更多的消息；消费者2处理速度较慢，只处理了6条消息。而最终总的执行耗时也在1秒左右，大大提升。正所谓能者多劳，这样充分利用了每一个消费者的处理能力，可以有效避免消息积压问题。

4.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

二.交换机类型

在之前的两个测试案例中，都没有交换机，生产者直接发送消息到队列。而一旦引入交换机，消息发送的模式会有很大变化：
在这里插入图片描述

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，不再发送消息到队列中，而是发给交换机
  • 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、或是将消息丢弃。到底如何操作，取决于Exchange的类型。
  • Queue：消息队列也与以前一样，接收消息、缓存消息。不过队列一定要与交换机绑定。
  • Consumer：消费者，与以前一样，订阅队列，没有变化

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！

交换机的类型有四种：

  • Fanout：广播，将消息交给所有绑定到交换机的队列。我们最早在控制台使用的正是Fanout交换机
  • Direct：订阅，基于RoutingKey（路由key）发送给订阅了消息的队列
  • Topic：通配符订阅，与Direct类似，只不过RoutingKey可以使用通配符
  • Headers：头匹配，基于MQ的消息头匹配，用的较少。

本次记录前面的三种交换机模式。

1.Fanout交换机

说明

Fanout，英文翻译是扇出，我觉得在MQ中叫广播更合适。
在广播模式下，消息发送流程是这样的：
在这里插入图片描述

  • 1） 可以有多个队列
  • 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
  • 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
    我们的计划是这样的：
    在这里插入图片描述
  • 创建一个名为 hmall.fanout的交换机，类型是Fanout
  • 创建两个队列fanout.queue1和fanout.queue2，绑定到交换机hmall.fanout

1.在控制台增加两个新的队列

在这里插入图片描述
然后再创建一个交换机：
在这里插入图片描述
然后绑定两个队列到交换机：
在这里插入图片描述

测试

1.消息发送

在publisher服务的SpringAmqpTest类中添加测试方法：

@Test
public void testFanoutExchange() {
    // 交换机名称
    String exchangeName = "hmall.fanout";
    // 消息
    String message = "hello, everyone!";
    rabbitTemplate.convertAndSend(exchangeName, "", message);
}

2.消息接收

在consumer服务的SpringRabbitListener中添加两个方法，作为消费者：

@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 + "】");
}

在这里插入图片描述

3.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

2.Direct交换机

说明

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。
在这里插入图片描述
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

案例需求如图：
在这里插入图片描述

  1. 声明一个名为hmall.direct的交换机
  2. 声明队列direct.queue1，绑定hmall.direct，bindingKey为blud和red
  3. 声明队列direct.queue2，绑定hmall.direct，bindingKey为yellow和red
  4. 在consumer服务中，编写两个消费者方法，分别监听direct.queue1和direct.queue2
  5. 在publisher中编写测试方法，向hmall.direct发送消息

声明队列和交换机

首先在控制台声明两个队列direct.queue1和direct.queue2
在这里插入图片描述
然后声明一个direct类型的交换机，命名为hmall.direct:
在这里插入图片描述
然后使用red和blue作为key，绑定direct.queue1到hmall.direct：
同理，使用red和yellow作为key，绑定direct.queue2到hmall.direct，步骤略，最终结果：
在这里插入图片描述

测试

1.消息发送

在publisher服务的SpringAmqpTest类中添加测试方法：

@Test
public void testSendDirectExchange() {
    // 交换机名称
    String exchangeName = "hmall.direct";
    // 消息
    String message = "红色警报！日本乱排核废水，导致海洋生物变异，惊现哥斯拉！";
    // 发送消息
    rabbitTemplate.convertAndSend(exchangeName, "red", message);
}

2.消息接收

在consumer服务的SpringRabbitListener中添加方法：

@RabbitListener(queues = "direct.queue1")
public void listenDirectQueue1(String msg) {
    System.out.println("消费者1接收到direct.queue1的消息：【" + msg + "】");
}

@RabbitListener(queues = "direct.queue2")
public void listenDirectQueue2(String msg) {
    System.out.println("消费者2接收到direct.queue2的消息：【" + msg + "】");
}

由于使用的red这个key，所以两个消费者都收到了消息：
在这里插入图片描述
我们再切换为blue这个key：
在这里插入图片描述

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

3.Topic交换机

说明

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RoutingKey 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

在这里插入图片描述

测试

假如此时publisher发送的消息使用的RoutingKey共有四种：

  • china.news 代表有中国的新闻消息；
  • china.weather 代表中国的天气消息；
  • japan.news 则代表日本新闻
  • japan.weather 代表日本的天气消息；

解释：

  • topic.queue1：绑定的是china.# ，凡是以 china.开头的routing key 都会被匹配到，包括：
    • china.news
    • china.weather
  • topic.queue2：绑定的是#.news ，凡是以 .news结尾的 routing key 都会被匹配。包括:
    • china.news
    • japan.news

接下来，我们就按照上图所示，来演示一下Topic交换机的用法。
首先，在控制台按照图示例子创建队列、交换机，并利用通配符绑定队列和交换机。此处步骤略。最终结果如下：
在这里插入图片描述

1.消息发送

在publisher服务的SpringAmqpTest类中添加测试方法：

/**
 * topicExchange
 */
@Test
public void testSendTopicExchange() {
    // 交换机名称
    String exchangeName = "hmall.topic";
    // 消息
    String message = "喜报！孙悟空大战哥斯拉，胜!";
    // 发送消息
    rabbitTemplate.convertAndSend(exchangeName, "china.news", message);
}

2.消息接收

@RabbitListener(queues = "topic.queue1")
public void listenTopicQueue1(String msg){
    System.out.println("消费者1接收到topic.queue1的消息：【" + msg + "】");
}

@RabbitListener(queues = "topic.queue2")
public void listenTopicQueue2(String msg){
    System.out.println("消费者2接收到topic.queue2的消息：【" + msg + "】");
}

在这里插入图片描述

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

4.声明队列和交换机

在之前我们都是基于RabbitMQ控制台来创建队列、交换机。但是在实际开发时，队列和交换机是程序员定义的，将来项目上线，又要交给运维去创建。那么程序员就需要把程序中运行的所有队列和交换机都写下来，交给运维。在这个过程中是很容易出现错误的。
因此推荐的做法是由程序启动时检查队列和交换机是否存在，如果不存在自动创建。

1.基本API

SpringAMQP提供了一个Queue类，用来创建队列
在这里插入图片描述
SpringAMQP还提供了一个Exchange接口，来表示所有不同类型的交换机：
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
我们可以自己创建队列和交换机，不过SpringAMQP还提供了ExchangeBuilder来简化这个过程：
在这里插入图片描述

在这里插入图片描述
而在绑定队列和交换机时，则需要使用BindingBuilder来创建Binding对象：在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

1.fanout示例

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 FanoutConfig {
    /**
     * 声明交换机
     * @return Fanout类型交换机
     */
    @Bean
    public FanoutExchange fanoutExchange(){
        return new FanoutExchange("hmall.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);
    }
}

2.direct示例

direct模式由于要绑定多个KEY，会非常麻烦，每一个Key都要编写一个binding：

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

@Configuration
public class DirectConfig {

    /**
     * 声明交换机
     * @return Direct类型交换机
     */
    @Bean
    public DirectExchange directExchange(){
        return ExchangeBuilder.directExchange("hmall.direct").build();
    }

    /**
     * 第1个队列
     */
    @Bean
    public Queue directQueue1(){
        return new Queue("direct.queue1");
    }

    /**
     * 绑定队列和交换机
     */
    @Bean
    public Binding bindingQueue1WithRed(Queue directQueue1, DirectExchange directExchange){
        return BindingBuilder.bind(directQueue1).to(directExchange).with("red");
    }
    /**
     * 绑定队列和交换机
     */
    @Bean
    public Binding bindingQueue1WithBlue(Queue directQueue1, DirectExchange directExchange){
        return BindingBuilder.bind(directQueue1).to(directExchange).with("blue");
    }

    /**
     * 第2个队列
     */
    @Bean
    public Queue directQueue2(){
        return new Queue("direct.queue2");
    }

    /**
     * 绑定队列和交换机
     */
    @Bean
    public Binding bindingQueue2WithRed(Queue directQueue2, DirectExchange directExchange){
        return BindingBuilder.bind(directQueue2).to(directExchange).with("red");
    }
    /**
     * 绑定队列和交换机
     */
    @Bean
    public Binding bindingQueue2WithYellow(Queue directQueue2, DirectExchange directExchange){
        return BindingBuilder.bind(directQueue2).to(directExchange).with("yellow");
    }
}

3.基于注解声明

基于@Bean的方式声明队列和交换机比较麻烦，Spring还提供了基于注解方式来声明。

例如，我们同样声明Direct模式的交换机和队列：

@RabbitListener(bindings = @QueueBinding(
    value = @Queue(name = "direct.queue1"),
    exchange = @Exchange(name = "hmall.direct", type = ExchangeTypes.DIRECT),
    key = {"red", "blue"}
))
public void listenDirectQueue1(String msg){
    System.out.println("消费者1接收到direct.queue1的消息：【" + msg + "】");
}

@RabbitListener(bindings = @QueueBinding(
    value = @Queue(name = "direct.queue2"),
    exchange = @Exchange(name = "hmall.direct", type = ExchangeTypes.DIRECT),
    key = {"red", "yellow"}
))
public void listenDirectQueue2(String msg){
    System.out.println("消费者2接收到direct.queue2的消息：【" + msg + "】");
}

再试试Topic模式：

@RabbitListener(bindings = @QueueBinding(
    value = @Queue(name = "topic.queue1"),
    exchange = @Exchange(name = "hmall.topic", type = ExchangeTypes.TOPIC),
    key = "china.#"
))
public void listenTopicQueue1(String msg){
    System.out.println("消费者1接收到topic.queue1的消息：【" + msg + "】");
}

@RabbitListener(bindings = @QueueBinding(
    value = @Queue(name = "topic.queue2"),
    exchange = @Exchange(name = "hmall.topic", type = ExchangeTypes.TOPIC),
    key = "#.news"
))
public void listenTopicQueue2(String msg){
    System.out.println("消费者2接收到topic.queue2的消息：【" + msg + "】");
}

4.消息转换器

Spring的消息发送代码接收的消息体是一个Object：
在这里插入图片描述
而在数据传输时，它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。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
    我们来测试一下。
    1）创建测试队列
    首先，我们在consumer服务中声明一个新的配置类：
import org.springframework.amqp.core.Queue;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;

@Configuration
public class MessageConfig {

    @Bean
    public Queue objectQueue() {
        return new Queue("object.queue");
    }
}

注意，这里我们先不要给这个队列添加消费者，我们要查看消息体的格式。

重启consumer服务以后，该队列就会被自动创建出来了：
在这里插入图片描述
2）发送消息
我们在publisher模块的SpringAmqpTest中新增一个消息发送的代码，发送一个Map对象：

@Test
public void testSendMap() throws InterruptedException {
    // 准备消息
    Map<String,Object> msg = new HashMap<>();
    msg.put("name", "柳岩");
    msg.put("age", 21);
    // 发送消息
    rabbitTemplate.convertAndSend("object.queue", msg);
}

发送消息后查看控制台：
在这里插入图片描述
可以看到消息格式非常不友好。

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>

注意，如果项目中引入了spring-boot-starter-web依赖，则无需再次引入Jackson依赖。

配置消息转换器，在publisher和consumer两个服务的启动类中添加一个Bean即可：

@Bean
public MessageConverter messageConverter(){
    // 1.定义消息转换器
    Jackson2JsonMessageConverter jackson2JsonMessageConverter = new Jackson2JsonMessageConverter();
    // 2.配置自动创建消息id，用于识别不同消息，也可以在业务中基于ID判断是否是重复消息
    jackson2JsonMessageConverter.setCreate	MessageIds(true);
    return jackson2JsonMessageConverter;
}

消息转换器中添加的messageId可以便于我们将来做幂等性判断。
此时，我们到MQ控制台删除object.queue中的旧的消息。然后再次执行刚才的消息发送的代码，到MQ的控制台查看消息结构：
在这里插入图片描述

2.消费者接收Object
@RabbitListener(queues = "object.queue")
public void listenSimpleQueueMessage(Map<String, Object> msg) throws InterruptedException {
    System.out.println("消费者接收到object.queue消息：【" + msg + "】");
}

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视频生成模型作为世界模拟器 我们探索了在视频数据上进行大规模生成模型的训练。 具体来说&#xff0c;我们联合在可变持续时间、分辨率和长宽比的视频和图像上训练文本条件扩散模型。 我们利用了一个在视频和图像潜在编码的时空补丁上操作的变压器架构。 我们最大的模型So…
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Qt_纯虚函数的信号和槽

Qt_纯虚函数的信号和槽

简介 在C中&#xff0c;纯虚函数是一个在基类中声明但没有实现的虚函数。纯虚函数的声明以 “ 0” 结尾。纯虚函数的目的是为了提供一个接口&#xff0c;但是不提供实现。派生类必须实现纯虚函数&#xff0c;否则它也会成为一个抽象类。纯虚函数可以在基类中定义&#xff0c;也…
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PNPM 批量检查和更新项目依赖

PNPM 批量检查和更新项目依赖

&#x1f680; 作者主页&#xff1a; 有来技术 &#x1f525; 开源项目&#xff1a; youlai-mall &#x1f343; vue3-element-admin &#x1f343; youlai-boot &#x1f33a; 仓库主页&#xff1a; Gitee &#x1f4ab; Github &#x1f4ab; GitCode &#x1f496; 欢迎点赞…
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代码随想录算法训练营第59天 | 583.两个字符串的删除操作 72.编辑距离

代码随想录算法训练营第59天 | 583.两个字符串的删除操作 72.编辑距离

两个字符串的删除操作 dp[i][j] 表示使得[0, i-1]的word1子串和[0, j-1]的word2子串相同所需要的最小步数。 递推公式&#xff1a;也是分为word1[i-1]和word2[j-1]相不相等两种情况。如果相等则不需要修改&#xff0c;dp[i][j] dp[i - 1][j - 1]。如果不相等&#xff0c;要么删…
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李一舟的AI人工智能课程全部内容

李一舟的AI人工智能课程全部内容

科技一直都在进步&#xff0c;我们唯一能做的就是只能让自己不断地学习&#xff0c;保持终身学习&#xff0c;否则时代抛弃你&#xff0c;连招呼都不会打一个。 分享一下最近很火的某老师的AI人工智能课程及工具&#xff0c;希望对你的人工智能学习有所帮助 课程的内容网盘链接…
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酷开科技丨新年新玩法！酷开系统壁纸模式给客厅“换”新

酷开科技丨新年新玩法！酷开系统壁纸模式给客厅“换”新

甲辰龙年即将到来&#xff0c;新年新家新气象&#xff0c;快到酷开系统壁纸模式中挑选一款喜欢的壁纸&#xff0c;为新的一年增添一份美好和喜悦吧&#xff01; 酷开科技将更多的电视新玩法带给你&#xff0c;让你的电视成为家庭中的焦点&#xff01;酷开系统壁纸模式&#xf…
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在SAP生产系统里面快速地紧急修复BUG修改代码

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