敲详细的springframework-amqp-rabbit源码解析

news2024/11/14 2:53:37

看源码时将RabbitMQ的springframework-amqp-rabbit和spring-rabbit的一套区分开,springboot是基于RabbitMQ的Java客户端建立了简便易用的框架。

springboot的框架下相对更多地使用消费者Consumer和监听器Listener的概念,这两个概念不注意区分容易混淆。默认情况下,springboot中消费者为单线程串行消费的模型,体现了队列的特性。


在springboot的框架下使用rabbitmq的一般步骤

  1. 启动rabbitmq服务器,springboot项目引入依赖
  2. 配置信息,有两种方式
    1. 配置文件配置
    2. 配置类配置SimpleMessageListenerContainer
  3. 实现消息处理类ChannelAwareMessageListener处理业务逻辑,或用@RabbitListener注解

这两种方式其实异曲同工,@RabbitListener的方式在实际使用时创建MessagingMessageListenerAdapter,这个对象是ChannelAwareMessageListener接口的实现类,实现了onMessage()方法,这个方法利用了适配器模式,能够调用注解标注的方法,而实现ChannelAwareMessageListener的方式比较直白就是实现onMessage()方法


源码解析

关于SimpleMessageListenerContainer

SimpleMessageListenerContainer是在spring项目中使用RabbitMQ关键的类,用来接收并处理消息的。阅读源码可以从这个类入手。

  1. 首先关注构造器,需要传入ConnectionFactory用于获取连接,这跟原生rabbitmq是一致的,都从Connection连接开始。

  2. 关键属性

    concurrentConsumers:指定要创建的并发消费者的数量。默认值为1。建议增加并发使用者的数量,以便扩展从队列传入的消息的消耗。但是,请注意,一旦注册了多个消费者,将无法保证顺序。一般来说,对于低容量队列,坚持使用1个消费者。同时不能超过maxConcurrentConsumers(如果设置了)。

    maxConcurrentConsumers:设置消费者数量的上限。默认为concurrentConsumers。消费者可以根据需求增加,但不会小于concurrentConsumers。

    acknowledgeMode:消息确认模式

    // 自动确认消息
    container.setAcknowledgeMode(AcknowledgeMode.NONE);
    // 根据情况确认消息
    container.setAcknowledgeMode(AcknowledgeMode.AUTO);
    // 手动确认消息
    container.setAcknowledgeMode(AcknowledgeMode.MANUAL);
    
  3. 绑定组件:

  4. 设置消费者的Consumer_tag和Arguments:container.setConsumerTagStrategy可以设置消费者的 Consumer_tag, container.setConsumerArguments可以设置消费者的 Arguments

    container.setConsumerTagStrategy(queue -> "order_queue_"+(++count));
    //设置消费者的Arguments
    Map<String, Object> args = new HashMap<>();
    args.put("module","订单模块");
    args.put("fun","发送消息");
    container.setConsumerArguments(args);
    

    在这里插入图片描述


spring的亮点在于用注解简化了很多代码操作,其中最常用的当属@RabbitListener

@RabbitListener(queues = {BiMqConstant.BI_QUEUE_NAME}, ackMode = "MANUAL")
public void receiveMessage(String message, Channel channel, @Header(AmqpHeaders.DELIVERY_TAG) long deliveryTag){
}

从@RabbitListener入手

1、从spring开启RabbitMQ的注解模式,@EnableRabbit导入RabbitBootstrapConfiguration配置类。

2、这个配置类定义了RabbitListenerAnnotationBeanPostProcessor和RabbitListenerEndpointRegistry两个bean。前者用来扫描加了@RabbitListener 的类,通过反射找到带注解的类,再找到对应的方法,存为handlerMethods。后者在注册终端后用于构建ListenerContainer(继承了RabbitListener注解内的信息,包括监听的队列和注解所在的类和方法)。

@Target(ElementType.TYPE)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
@Import(RabbitBootstrapConfiguration.class)
public @interface EnableRabbit {
}

3、RabbitListenerEndpointRegistry通过创建MethodRabbitListenerEndpoint对象和SimpleRabbitListenerContainerFactory工厂bean,生成SimpleMessageListenerContainer对象。

(RabbitListenerAnnotationBeanPostProcessor中拥有注解信息,如队列名,以及被标注注解的方法,所以endpoint的注册还是在processor类中)

(processor中有注册员成员变量registrar的registerEndpoint()注册endpoint,registrar有注册处registry成员变量注册利用registerListenerContainer()的createListenerContainer()注册container)

public class RabbitListenerEndpointRegistry  implements SmartLifecycle{
 
	private final Map<String, MessageListenerContainer> listenerContainers =
			new ConcurrentHashMap<String, MessageListenerContainer>();
	//注册终端
	public void registerListenerContainer(RabbitListenerEndpoint endpoint, RabbitListenerContainerFactory<?> factory,
				boolean startImmediately) {
 
		String id = endpoint.getId();
		synchronized (this.listenerContainers) {
			//创建 listenerContainer
			MessageListenerContainer container = createListenerContainer(endpoint, factory);
			this.listenerContainers.put(id, container);
			……
 
			if (startImmediately) {
				startIfNecessary(container);
			}
		}
	}
 
	    protected MessageListenerContainer createListenerContainer(RabbitListenerEndpoint endpoint,
            RabbitListenerContainerFactory<?> factory) {
        //调用RabbitListener容器工厂的createListenerContainer方法获取RabbitListener容器
        MessageListenerContainer listenerContainer = factory.createListenerContainer(endpoint);
 
        return listenerContainer;
    }

4、SimpleMessageListenerContainer对象保存了要监听的队列名(可以是configuration时set的也可以是@RabbitListener中标注的),创建了用于处理消息的MessagingMessageListenerAdapter实例(实际上是一个listener)

public class MethodRabbitListenerEndpoint extends AbstractRabbitListenerEndpoint {
    ......
    @Override
    protected MessagingMessageListenerAdapter createMessageListener(MessageListenerContainer container) {
        Assert.state(this.messageHandlerMethodFactory != null,
                "Could not create message listener - MessageHandlerMethodFactory not set");
        MessagingMessageListenerAdapter messageListener = createMessageListenerInstance();
        messageListener.setHandlerMethod(configureListenerAdapter(messageListener));
        String replyToAddress = getDefaultReplyToAddress();
        if (replyToAddress != null) {
            messageListener.setResponseAddress(replyToAddress);
        }
        MessageConverter messageConverter = container.getMessageConverter();
        if (messageConverter != null) {
            messageListener.setMessageConverter(messageConverter);
        }
        if (getBeanResolver() != null) {
            messageListener.setBeanResolver(getBeanResolver());
        }
        return messageListener;
    }

    protected MessagingMessageListenerAdapter createMessageListenerInstance() {
        return new MessagingMessageListenerAdapter(this.bean, this.method);
    }
    
    ......
}

5、SimpleMessageListenerContainer的内部类AsyncMessageProcessingConsumer(区分,该类封装了BlockingQueueConsumer,由于该类实现了Runnable接口,可以视为一个线程任务放入线程池中执行)有一个run()方法,调用了receiveAndExecute(),这个方法会获取BlockingQueueConsumer,阻塞读取其消息(一次获取多条),完成消息读取。

6、接着调用listener进行消息处理,这里设置了代理,最终会执行actualInvokeListener所谓实际被执行的listener,溯源最终调用了listener.onMessage(message, channelToUse)。

SimpleMessageListenerContainer {
     //接受并执行
    private boolean receiveAndExecute(final BlockingQueueConsumer consumer) throws Throwable {
 
       //do接受并执行
        return doReceiveAndExecute(consumer);
    }
     //do接受并执行
    private boolean doReceiveAndExecute(BlockingQueueConsumer consumer) throws Throwable {
 
        Channel channel = consumer.getChannel();
        for (int i = 0; i < this.txSize; i++) {//txSize为一次事务接受的消息个数
            //读取消息,这里阻塞的,但是有一个超时时间。
            Message message = consumer.nextMessage(this.receiveTimeout);
            if (message == null) {//阻塞超时
				break;
			}
            try {
                executeListener(channel, message);//消息接收已完成,现在开始处理消息。
            }
            catch (Exception e) {}
        }
        return consumer.commitIfNecessary(isChannelLocallyTransacted());
    }
        
    
    //处理消息开始。该方法在其父类中
    protected void executeListener(Channel channel, Message messageIn) throws Exception {
        try {
            Message message = messageIn;
            if (……) {
                //批处理信息,这个不研究
            }else {
                invokeListener(channel, message);
            }
        }catch (Exception ex) {}
    }
    //在其父类中
    protected void invokeListener(Channel channel, Message message) throws Exception {
        //这里this.proxy.invokeListener最终会调用actualInvokeListener方法。
        this.proxy.invokeListener(channel, message);
    }
    //在其父类中
    protected void actualInvokeListener(Channel channel, Message message) throws Exception {
        Object listener = getMessageListener();
        if (listener instanceof ChannelAwareMessageListener) {
            doInvokeListener((ChannelAwareMessageListener) listener, channel, message);
        }
        else if (listener instanceof MessageListener) {
            //……
            doInvokeListener((MessageListener) listener, message)
        }else{
            //……
        }
        
    }    
 
    protected void doInvokeListener(ChannelAwareMessageListener listener, Channel channel, Message message)
            throws Exception {
            Channel channelToUse = channel;
            try {
                listener.onMessage(message, channelToUse);
            }
            catch (Exception e) {
                throw wrapToListenerExecutionFailedExceptionIfNeeded(e, message);
            }
 
    }
}

7、关于第6点,根据这个listener实例的不同,有两种处理方式:

如果是前面所说的实现ChannelAwareMessageListener,就直接调用实现类的onMessage()。

如果是@RabbitListener注解,不同在于MessagingMessageListenerAdapter(ChannelAwareMessageListener的实现类,也是listen),基于适配器模式持有@RabbitListener注解的对象和方法(adapter实例中有HandlerMethod属性加入到adapter类中,HandlerMethod调用invoke()就能执行注解标注的方法)。

public class HandlerAdapter {
  private final InvocableHandlerMethod invokerHandlerMethod;
  private final DelegatingInvocableHandler delegatingHandler;
 
  public Object invoke(Message<?> message, Object... providedArgs) throws Exception                
  {
      if (this.invokerHandlerMethod != null) {
          //InvocableHandlerMethod不为null,就调用invokerHandlerMethod.invoke方法。
          return this.invokerHandlerMethod.invoke(message, providedArgs);
 
      }else if (this.delegatingHandler.hasDefaultHandler()) {
            //……
      }else {
            //……
      }
   }
}
public class MessagingMessageListenerAdapter extends AbstractAdaptableMessageListener {
	private HandlerAdapter handlerMethod;
}

现在就能把整个过程串起来了


关于关于endpoint和register

Endpoint为终端,像电脑、手机都是终端,他们都可以接受外部信息并响应,如手机来短信了就有提示。这里也用了终端的概念,被@RabbitListener注解修饰方法也有终端的特点可以接受外部信息并响应,即接到消息就执行对应方法。

registry姑且成为注册处用Map保存endpoint的id和对应的listenerContainer,注册处registerListenerContainer()利用endpoint和factory实例创建container,实际上是用了containerfactory的createListenerContainer(RabbitListenerEndpoint endpoint)方法

public class RabbitListenerEndpointRegistry implements DisposableBean, SmartLifecycle, ApplicationContextAware,
        ApplicationListener<ContextRefreshedEvent> {
        // 检查是否被注册过,注册过就不能注册第二次
        // 调用createListenerContainer创建消息监听
        // 关于分组消费的,我们不关心
        // 是否立即启动,是的话,同步调用startIfNecessary方法
        public void registerListenerContainer(RabbitListenerEndpoint endpoint, RabbitListenerContainerFactory<?> factory,
                                          boolean startImmediately) {
        Assert.notNull(endpoint, "Endpoint must not be null");
        Assert.notNull(factory, "Factory must not be null");

        String id = endpoint.getId();
        Assert.hasText(id, "Endpoint id must not be empty");
        synchronized (this.listenerContainers) {
            Assert.state(!this.listenerContainers.containsKey(id),
                    "Another endpoint is already registered with id '" + id + "'");
            MessageListenerContainer container = createListenerContainer(endpoint, factory);
            this.listenerContainers.put(id, container);
            if (StringUtils.hasText(endpoint.getGroup()) && this.applicationContext != null) {
                List<MessageListenerContainer> containerGroup;
                if (this.applicationContext.containsBean(endpoint.getGroup())) {
                    containerGroup = this.applicationContext.getBean(endpoint.getGroup(), List.class);
                }
                else {
                    containerGroup = new ArrayList<MessageListenerContainer>();
                    this.applicationContext.getBeanFactory().registerSingleton(endpoint.getGroup(), containerGroup);
                }
                containerGroup.add(container);
            }
            if (startImmediately) {
                startIfNecessary(container);
            }
        }

    // 其实就是调用了RabbitListenerContainerFactory的createListenerContainer生成了一个MessageListenerContainer对象
    protected MessageListenerContainer createListenerContainer(RabbitListenerEndpoint endpoint,
            RabbitListenerContainerFactory<?> factory) {

        MessageListenerContainer listenerContainer = factory.createListenerContainer(endpoint);

        if (listenerContainer instanceof InitializingBean) {
            try {
                ((InitializingBean) listenerContainer).afterPropertiesSet();
            }
            catch (Exception ex) {
                throw new BeanInitializationException("Failed to initialize message listener container", ex);
            }
        }

        int containerPhase = listenerContainer.getPhase();
        if (containerPhase < Integer.MAX_VALUE) {  // a custom phase value
            if (this.phase < Integer.MAX_VALUE && this.phase != containerPhase) {
                throw new IllegalStateException("Encountered phase mismatch between container factory definitions: " +
                        this.phase + " vs " + containerPhase);
            }
            this.phase = listenerContainer.getPhase();
        }

        return listenerContainer;
    }
}

把endpoint内的信息全部注入到container里。

@Override
public C createListenerContainer(RabbitListenerEndpoint endpoint) {
    C instance = createContainerInstance();

    if (this.connectionFactory != null) {
        instance.setConnectionFactory(this.connectionFactory);
    }
    if (this.errorHandler != null) {
        instance.setErrorHandler(this.errorHandler);
    }
    if (this.messageConverter != null) {
        instance.setMessageConverter(this.messageConverter);
    }
    if (this.acknowledgeMode != null) {
        instance.setAcknowledgeMode(this.acknowledgeMode);
    }
    if (this.channelTransacted != null) {
        instance.setChannelTransacted(this.channelTransacted);
    }
    if (this.autoStartup != null) {
        instance.setAutoStartup(this.autoStartup);
    }
    if (this.phase != null) {
        instance.setPhase(this.phase);
    }
    instance.setListenerId(endpoint.getId());
    // 最重要的一行!!!
    endpoint.setupListenerContainer(instance);
    initializeContainer(instance);

    return instance;
}

关于container和containerFactory

containerFactory也能配置并发消费者等参数。

@Configuration
@EnableAsync
public class ThreadPoolConfig { 
    @Bean("customContainerFactory") 
    public SimpleRabbitListenerContainerFactory containerFactory(SimpleRabbitListenerContainerFactoryConfigurer configurer, ConnectionFactory connectionFactory) {
        SimpleRabbitListenerContainerFactory factory = new SimpleRabbitListenerContainerFactory();
        factory.setConcurrentConsumers(10); //设置线程数
        factory.setMaxConcurrentConsumers(10); //最大线程数
        configurer.configure(factory, connectionFactory);
        return factory; 
    }
}

配置containerFactory能够创建container,但一般不在配置类中手动创建。一般是在注解中标记,然后让spring来生产container。

@RabbitListener(queues="demo.queue",containerFactory = "customContainerFactory")

直接配置container效果是相同的,同样可以设置队列,并发消费者等。


细说上面第5步container内的操作。

  1. container的启动入口是star()方法,然后进入doStart(),在该方法中会初始化consumer(BlockingQueueConsumer),每一个并发需要对应一个consumer,consumer的数量是根据前面所说的concurrentConsumers确定

    consumer = new BlockingQueueConsumer(getConnectionFactory(), getMessagePropertiesConverter(),
    				this.cancellationLock, getAcknowledgeMode(), isChannelTransacted(), actualPrefetchCount,
    				isDefaultRequeueRejected(), getConsumerArguments(), isNoLocal(), isExclusive(), queues);
    // 带有连接信息,数据转换器,确认模式,预取值,consumerArgs,监听的队列(可多个)等信息传入
    

区分一下consumer和listener,consumer是接收消息的消费者,listener是实际处理业务的执行者,consumer接收的每个消息都需要调用listener内的onMessage()方法来处理实际业务。

int newConsumers = initializeConsumers();
  1. 然后将consumer封装成AsyncMessageProcessingConsumer线程任务类型,然后就可以放入线程池中执行。
AsyncMessageProcessingConsumer processor = new AsyncMessageProcessingConsumer(consumer);
processors.add(processor);
getTaskExecutor().execute(processor);
  1. 这里的线程池是SimpleAsyncTaskExecutor(也可以自定义传入),默认是不限制并发量的。每个container都有一个线程池,线程不足以支持consumer并发时就会超时报错。

    private Executor taskExecutor = new SimpleAsyncTaskExecutor();
    
  2. 进入AsyncMessageProcessingConsumer这个Runnable类的run()方法,如果consumer有监听的队列,就初始化initialize并开启mainloop()

    if (this.consumer.getQueueCount() < 1) {
        ...
    }
    try {
        initialize();
        while (isActive(this.consumer) || this.consumer.hasDelivery() || !this.consumer.cancelled()) {
            mainLoop();
        }
    }
    
  3. initialize()会创建exchangequeuebindings等实例,设置Qos,实现consumer与broker之间的对接,完成消息的订阅,并且会根据tag不同在每个BlockingQueueConsumer中再划分出internalConsumer,再放入BlockingQueueConsumer的queue中逐一处理。

    说明Qos流控指令包括prefetch-sizeprefetch-count参数。

    //该参数是设置在channel上的
    int prefetchCount = 1;
    channel.basicQos(prefetchCount);
    

    broker的delivery指令在客户端会先打包成一个Envelope,所以consumertag是对应consumer一个,而deliveryTag是对应broker中的一条消息一个。

    Envelope envelope = new Envelope(m.getDeliveryTag(),
                                             m.getRedelivered(),
                                             m.getExchange(),
                                             m.getRoutingKey());
    

    当然在broker执行delivery指令将消息推送到客户端Consumer之前还有channel,一个BlockingQueueConsumer对应一个channel,对应一个线程的调用。内部的consumer共用channel,channel会根据tag在dispatcher将消息推送至对应的consumer。

    一个channel对应了多个consumer

    在这里插入图片描述

    多个AsyncMessageProcessingConsumer对应不同的线程来处理

    在这里插入图片描述

    一个container可能监听多个队列。

    在这里插入图片描述

  4. mainLoop()相较于如何利用consumer接收消息,更侧重于最终的listener来进行业务处理。前面已经知道客户端会将消息存到Consume的queue中,简单来说,mainloop就是只要客户端正常启动就会无限循环来处理业务的,它主要就是完成从queue中提取消息数据然后经过一系列操作最终传递给业务逻辑处理MessageListener中。

    mainLoop()方法中就会从queue中提取消息,根据**batchSize**确定每次提取消息数量,最后回调MessageListener,实现将消息传递到业务逻辑进行处理;

    多个AsyncMessageProcessingConsumer对应一个listener(一个container对应一个listener即是一套处理业务,共用一个线程池,因为它们只是对应不同的并发, 处理的业务逻辑应是相同的。

    在这里插入图片描述

增加RabbitMQ并发的方法

  1. 增加并发消费者数量。并保障能提供充足的线程资源,虽然默认的线程池不设线程并发上线。示例:Redis与RabbitMQ配合使用多线程(多消费者)处理消息_多线程 处理 rabbitmq消息-CSDN博客

  2. 在listener方法上加上@Async(),这样会在异步的子线程下执行,如果提供线程池,就能实现并发。示例:线程池解决RabbitMQ消息堆积_rabbitmq线程池-CSDN博客

  3. 增大prefetchCount,prefetchCount是BlockingQueueConsumer内部维护的一个阻塞队列LinkedBlockingQueue的大小,其作用就是如果某个消费者队列阻塞,就无法接收新的消息

  4. 配置container的自定义线程池,但这个方法不推荐,示例:【RabbitMQ-9】自定义配置线程池(线程池资源不足-MQ初始化队列&&MQ动态扩容影响) - 简书 (jianshu.com)

  5. 当并发量确实无法短时间内提高时,也应尽可能提高消息队列的容量,并开启持久化。如设置惰性队列

    RabbitMQ 从 3.6.0 版本开始引入了惰性队列的概念。惰性队列会尽可能的将消息存入磁盘,而在消费者消费到相应的消息时才会被加载到内存中,它的一个重要的设计目标是能够支持更长的队列,即支持更多的消息存储。当消费者由于各种各样的原因(比如消费者下线宕机亦或者是由于维护而关闭等)而致使长时间内不能消费消息造成消息堆积时,惰性队列就很有必要了。

    正常的队列会尽可能存储在内存中。

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2024年5月&#xff0c;中国信息通信研究院人工智能研究所依托中国人工智能产业发展联盟安全治理委员会&#xff08;AIIA&#xff09;、“可信人脸应用守护计划”及多家企业代表共同开展《H5端人脸识别线上身份认证安全能力要求及评估方法》的编制工作&#xff0c;并基于该方法开…

创新驱动的力量:探索Web3在技术发展中的作用

随着科技的不断进步和创新&#xff0c;Web3作为新一代互联网技术范式&#xff0c;正在以其去中心化、安全、透明和可编程的特性&#xff0c;深刻影响着全球技术发展的方向和速度。本文将深入探讨Web3技术的核心概念、关键特征以及其在技术创新中的重要作用&#xff0c;展示其在…

【Android】Fragment的静态动态创建以及两种创建方式的生命周期

参考&#xff1a; 33.3-Fragment的创建-静态创建2_哔哩哔哩_bilibili Fragment的创建_从现有代码创建foutran-CSDN博客 【Android】Fragment的基本用法、Fragment和活动间的通信、Fragment的生命周期、动态加载布局的技巧_android fragment-CSDN博客 文章目录 Fragment的静态创…

贝锐蒲公英远程运维方案:即装即用、无需专线,断网也可远程维护

目前&#xff0c;公路、隧道、桥梁、航道&#xff0c;甚至是施工现场和工业生产环境等&#xff0c;都采用了实时监测方案。 通过部署各类传感器和摄像头等设备&#xff0c;现场视频画面和控制单元&#xff08;如PLC、工控机等&#xff09;数据可以实时回传&#xff0c;用于集中…

0711springNews新闻系统管理 实现多级评论

0611springmvc新闻系统管理-CSDN博客 0711springNews新闻系统管理项目包 实现多级评论-CSDN博客 数据库字段 需要添加父节点id&#xff0c;通过该字段实现父评论和子评论的关联关系。 对象属性 实现链表&#xff0c;通过一个父评论可以找到它对应的所有子孙评论。 业务层 实现…

linux集群架构--web服务器--nginx检查模块/算法/rewrite知识补充

web集群-负载均衡 轮询算法 &#xff08;1&#xff09;概述 决定负载均衡如何把请求分发给后端节点&#xff0c;这种分发的方式就是轮询算法 &#xff08;2&#xff09;轮询算法 面试题&#xff1a;说说常见nginx轮询算法 rr,wrr,ip_hash,lc算法&#xff08;最小连接数&…

CH03_布局

第3章&#xff1a;布局 本章目标 理解布局的原则理解布局的过程理解布局的容器掌握各类布局容器的运用 理解 WPF 中的布局 WPF 布局原则 ​ WPF 窗口只能包含单个元素。为在WPF 窗口中放置多个元素并创建更贴近实用的用户男面&#xff0c;需要在窗口上放置一个容器&#x…

基于 Three.js 的 3D 模型加载优化

作者&#xff1a;来自 vivo 互联网前端团队- Su Ning 作为一个3D的项目&#xff0c;从用户打开页面到最终模型的渲染需要经过多个流程&#xff0c;加载的时间也会比普通的H5项目要更长一些&#xff0c;从而造成大量的用户流失。为了提升首屏加载的转化率&#xff0c;需要尽可能…

怎么关闭 Windows 安全中心,手动关闭 Windows Defender 教程

Windows 安全中心&#xff08;也称为 Windows Defender Security Center&#xff09;是微软 Windows 操作系统内置的安全管理工具&#xff0c;用于监控和控制病毒防护、防火墙、应用和浏览器保护等安全功能。然而&#xff0c;在某些情况下&#xff0c;用户可能需要关闭 Windows…