哈喽~大家好,这篇来看看SpringCloud MQ介绍与使用。
🥇个人主页:个人主页
🥈 系列专栏:【微服务】
🥉与这篇相关的文章:
SpringCloud Sentinel 使用 SpringCloud Sentinel 使用_程序猿追的博客-CSDN博客_springcloud使用sentinel 将Nacos注册到springboot使用以及Feign实现服务调用 将Nacos注册到springboot使用以及Feign实现服务调用_程序猿追的博客-CSDN博客_nacos springboot 服务调用 微服务介绍与 SpringCloud Eureka 微服务介绍与 SpringCloud Eureka_程序猿追的博客-CSDN博客
目录
一、前言
1、什么是MQ?
2、为什么要用 MQ
2.1、流量消峰
2.2、应用解耦
2.3、异步处理
3、同步和异步通讯
4、异步调用则可以避免上述问题
2、运行暂停的容器
3、MQ的基本结构
2、consumer实现
3、效果
四、SpringAMQP
1、AMQP
2、Spring AMQP
五、Basic Queue 简单队列模型
1、父工程导入依赖
2、消息接收
六、WorkQueue
1、消息发送
2、消息接收
3、测试
4、总结
七、发布/订阅
1、Fanout
2、Direct
2.1、基于注解声明队列和交换机
2.2、消息发送
5、Topic
5.1、消息发送
5.2、消息接收
5.3、消息转换器
5.4、测试默认转换器
5.5、配置JSON转换器
一、前言
1、什么是MQ?
MQ 全称为Message Queue,即消息队列。“消息队列”是在消息的传输过程中保存消息的容器。它是典型的:生产者、消费者模型。生产者不断向消息队列中生产消息,消费者不断的从队列中获取消息。因为消息的生产和消费都是异步的,而且只关心消息的发送和接收,没有业务逻辑的侵入,这样就实现了生产者和消费者的解耦。
2、为什么要用 MQ
2.1、流量消峰
简单来说: 就是在访问量剧增的情况下,但是应用仍然不能停,比如“双十一”下单的人多,但是淘宝这个应用仍然要运行,所以就可以使用消息中间件采用队列的形式减少突然访问的压力
2.2、应用解耦
以电商应用为例,应用中有订单系统、库存系统、物流系统、支付系统。用户创建订单后,如果耦合调用库存系统、物流系统、支付系统,任何一个子系统出了故障,都会造成下单操作异常。当转变成基于消息队列的方式后,系统间调用的问题会减少很多,比如物流系统因为发生故障,需要几分钟来修复。在这几分钟的时间里,物流系统要处理的内存被缓存在消息队列中,用户的下单操作可以正常完成。当物流系统恢复后,继续处理订单信息即可,中间用户感受不到物流系统的故障,提升系统的可用性。
2.3、异步处理
有些服务间调用是异步的,例如 A 调用 B,B 需要花费很长时间执行,但是 A 需要知道 B 什么时候可以执行完,以前一般有两种方式,A 过一段时间去调用 B 的查询 api 查询。或者 A 提供一个 callback api, B 执行完之后调用 api 通知 A 服务。 这两种方式都不是很优雅,使用消息总线,可以很方便解决这个问题,A 调用 B 服务后,只需要监听 B 处理完成的消息,当 B 处理完成后,会发送一条消息给 MQ,MQ 会将此消息转发给 A 服务。这样 A 服务既不用循环调用 B 的查询 api,也不用提供 callback api。同样 B 服务也不用做这些操作。A 服务还能及时的得到异步处理成功的消息。
3、同步和异步通讯
微服务间通讯有同步和异步两种方式:
同步通讯:就像打电话,需要实时响应。
异步通讯:就像发邮件,不需要马上回复。
两种方式各有优劣,打电话可以立即得到响应,但是你却不能跟多个人同时通话。发送邮件可以同时与多个人收发邮件,但是往往响应会有延迟。
之前学习的Feign调用就属于同步方式,虽然调用可以实时得到结果,但存在问题,例如:
耦合度高:每次加入新的需求,都要修改原来的代码
性能下降:调用者需要等待服务提供者响应,如果调用链过长则响应时间等于每次调用的时间之和。
资源浪费:调用链中的每个服务在等待响应过程中,不能释放请求占用的资源,高并发场景下会极度浪费系统资源
级联失败:如果服务提供者出现问题,所有调用方都会跟着出问题,如同多米诺骨牌一样,迅速导致整个微服务群故障
4、异步调用则可以避免上述问题
我们以购买商品为例,用户支付后需要调用订单服务完成订单状态修改,调用物流服务,从仓库分配响应的库存并准备发货。
在事件模式中,支付服务是事件发布者(publisher),在支付完成后只需要发布一个支付成功的事件(event),事件中带上订单id。
订单服务和物流服务是事件订阅者(Consumer),订阅支付成功的事件,监听到事件后完成自己业务即可。
为了解除事件发布者与订阅者之间的耦合,两者并不是直接通信,而是有一个中间人(Broker)。发布者发布事件到Broker,不关心谁来订阅事件。订阅者从Broker订阅事件,不关心谁发来的消息。
Broker 是一个像数据总线一样的东西,所有的服务要接收数据和发送数据都发到这个总线上,这个总线就像协议一样,让服务间的通讯变得标准和可控。
好处
吞吐量提升:无需等待订阅者处理完成,响应更快速
故障隔离:服务没有直接调用,不存在级联失败问题 ,调用间没有阻塞,不会造成无效的资源占用 ,耦合度极低,每个服务都可以灵活插拔,可替换
流量削峰:不管发布事件的流量波动多大,都由Broker接收,订阅者可以按照自己的速度去处理事件
缺点: 架构复杂了,业务没有明显的流程线,不好管理 ,需要依赖于Broker的可靠、安全、性能
二、安装RabbitMQ
1、在线拉取
docker pull rabbitmq:3-management
上传到虚拟机中后,使用命令加载镜像即可:
docker load -i mq.tar
执行下面的命令来运行MQ容器:
docker run \
-e RABBITMQ_DEFAULT_USER=itcast \
-e RABBITMQ_DEFAULT_PASS=123321 \
--name mq \
--hostname mq1 \
-p 15672:15672 \
-p 5672:5672 \
-d \
rabbitmq:3-management
2、运行暂停的容器
docker start XXX # xxx就是id
使用ip + 端口号开运行 rabbitmq:3-management
3、MQ的基本结构
RabbitMQ中的一些角色名词:
publisher:生产者
consumer:消费者
exchange:交换机,负责消息路由
queue:队列,存储消息
virtualHost:虚拟主机,隔离不同租户的exchange、queue、消息的隔离
三、导入Demo工程
结构如下
包括三部分
mq-demo:父工程,管理项目依赖
publisher:消息的发送者
consumer:消息的消费者
官方的HelloWorld是基于最基础的消息队列模型来实现的,只包括三个角色:
publisher:消息发布者,将消息发送到队列queue
queue:消息队列,负责接受并缓存消息
consumer:订阅队列,处理队列中的消息
1、publisher 代码实现
package cn.itcast.mq.helloworld;
import com.rabbitmq.client.Channel;
import com.rabbitmq.client.Connection;
import com.rabbitmq.client.ConnectionFactory;
import org.junit.Test;
import java.io.IOException;
import java.util.concurrent.TimeoutException;
public class PublisherTest {
@Test
public void testSendMessage() throws IOException, TimeoutException {
// 1.建立连接
ConnectionFactory factory = new ConnectionFactory();
// 1.1.设置连接参数,分别是:主机名、端口号、vhost、用户名、密码
factory.setHost("192.168.71.132"); // 这是虚拟机的ip,这里不同
factory.setPort(5672);
factory.setVirtualHost("/");
factory.setUsername("itcast");
factory.setPassword("123456");
// 1.2.建立连接
Connection connection = factory.newConnection();
// 2.创建通道Channel
Channel channel = connection.createChannel();
// 3.创建队列
String queueName = "simple.queue";
channel.queueDeclare(queueName, false, false, false, null);
// 4.发送消息
String message = "hello, rabbitmq!";
channel.basicPublish("", queueName, null, message.getBytes());
System.out.println("发送消息成功:【" + message + "】");
// 5.关闭通道和连接
channel.close();
connection.close();
}
}
2、consumer实现
package cn.itcast.mq.helloworld;
import com.rabbitmq.client.*;
import java.io.IOException;
import java.util.concurrent.TimeoutException;
public class ConsumerTest {
public static void main(String[] args) throws IOException, TimeoutException {
// 1.建立连接
ConnectionFactory factory = new ConnectionFactory();
// 1.1.设置连接参数,分别是:主机名、端口号、vhost、用户名、密码
factory.setHost("192.168.71.132");
factory.setPort(5672);
factory.setVirtualHost("/");
factory.setUsername("itcast");
factory.setPassword("123456");
// 1.2.建立连接
Connection connection = factory.newConnection();
// 2.创建通道Channel
Channel channel = connection.createChannel();
// 3.创建队列
String queueName = "simple.queue";
channel.queueDeclare(queueName, false, false, false, null);
// 4.订阅消息
channel.basicConsume(queueName, true, new DefaultConsumer(channel){
@Override
public void handleDelivery(String consumerTag, Envelope envelope,
AMQP.BasicProperties properties, byte[] body) throws IOException {
// 5.处理消息
String message = new String(body);
System.out.println("接收到消息:【" + message + "】");
}
});
System.out.println("等待接收消息。。。。");
}
}
先运行consumer,后运行publisher
3、效果
四、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:Spring AMQP
1、AMQP
Advanced Message Queuing ProtocoL, 是用于在应用程序之间传递业务消息的开放标准。该协议与语言和平台无关,更符合微服务中独立性的要求。
2、Spring AMQP
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收消息。包含两部分,其中spring- amqp是基础抽象,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
五、Basic Queue 简单队列模型
1、父工程导入依赖
<!--AMQP依赖,包含RabbitMQ-->
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-amqp</artifactId>
</dependency>
publisher服务的application.yml中添加配置
logging:
pattern:
dateformat: MM-dd HH:mm:ss:SSS
spring:
rabbitmq:
host: 192.168.71.132
port: 5672
username: itcast
password: 123456
virtual-host: /
publisher服务中编写测试类SpringAmqpTest,并利用RabbitTemplate实现消息发送:
@Autowired
private RabbitTemplate rabbitTemplate;
// SimpleQueue 测试
@Test
public void test1() {
String queueName = "simple.queue";
String message = "hello, spring amqp?";
rabbitTemplate.convertAndSend(queueName, message);
}
2、消息接收
首先配置MQ地址,在consumer服务的application.yml中添加配置:
logging:
pattern:
dateformat: MM-dd HH:mm:ss:SSS
spring:
rabbitmq:
host: 192.168.71.132
port: 5672
username: itcast
password: 123456
virtual-host: /
然后在consumer服务
的中新建一个类SpringRabbitListener,代码如下:
public class SpringRabbitListener {
@RabbitListener(queues = "simple.queue")
public void listenSimpleQueueMessage(String msg) throws InterruptedException {
System.out.println("spring 消费者接收到消息:【" + msg + "】");
}
}
效果差不过,他会在RabbitMQ队列里面注册一个叫simple.queue,然后consumer从里面拿出来(拿出来了,就删除了)
六、WorkQueue
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。
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。
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 = "simple.queue";
// 消息
String message = "hello, message_";
for (int i = 0; i < 50; i++) {
// 发送消息
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 = "simple.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 = "simple.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);
}
注意到这个消费者sleep了1000秒,模拟任务耗时。
3、测试
启动ConsumerApplication后,在执行publisher服务中刚刚编写的发送测试方法testWorkQueue。
可以看到消费者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。这样显然是有问题的。
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:
logging:
pattern:
dateformat: MM-dd HH:mm:ss:SSS
spring:
rabbitmq:
host: 192.168.71.132
port: 5672
username: itcast
password: 123456
virtual-host: /
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
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
七、发布/订阅
发布订阅的模型如图
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!
1、Fanout
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:
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,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
我们的计划是这样的:
创建一个交换机 itcast.fanout,类型是Fanout
创建两个队列fanout.queue1和fanout.queue2,绑定到交换机itcast.fanout
简称:在交换机里面的队列我都要通知到
在consumer中创建一个类,声明队列和交换机
package cn.itcast.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 FanoutConfig {
/**
* 声明交换机
* @return Fanout类型交换机
*/
@Bean
public FanoutExchange fanoutExchange(){
return new FanoutExchange("itcast.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);
}
}
在publisher服务的SpringAmqpTest类中添加测试方法:
// FanoutQueue 测试
@Test
public void test3() throws InterruptedException {
// 交换机名称
String queueName = "itcast.fanout";
// 消息
String message = "hello, message____";
// 发送消息
rabbitTemplate.convertAndSend(queueName, "", message);
}
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 + "】");
}
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
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
案例需求如下:
利用@RabbitListener声明Exchange、Queue、RoutingKey
在consumer服务中,编写两个消费者方法,分别监听direct.queue1和direct.queue2
在publisher中编写测试方法,向itcast. direct发送消息
2.1、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:
@RabbitListener(bindings = @QueueBinding(
value = @Queue(name = "direct.queue1"),
exchange = @Exchange(name = "itcast.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 = "itcast.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 + "】");
}
2.2、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 = "itcast.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);
}
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
5、Topic
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。
#
:匹配一个或多个词
*
:匹配不多不少恰好1个词
要求
并利用@RabbitListener声明Exchange、Queue、RoutingKey
在consumer服务中,编写两个消费者方法,分别监听topic.queue1和topic.queue2
在publisher中编写测试方法,向itcast. topic发送消息
5.1、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 = "itcast.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);
}
5.2、消息接收
在consumer服务的SpringRabbitListener中添加方法:
@RabbitListener(bindings = @QueueBinding(
value = @Queue(name = "topic.queue1"),
exchange = @Exchange(name = "itcast.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 = "itcast.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 + "】");
}
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
5.3、消息转换器
之前说过,Spring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。
5.4、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:
// 发送Map 测试
@Test
public void test6() throws InterruptedException {
Map<String, Object> msg = new HashMap<>();
msg.put("name","程序猿追");
msg.put("age",20);
// 发送消息
rabbitTemplate.convertAndSend("object.queue",msg);
}
停止consumer服务
发送消息后查看控制台:
5.5、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。
在父项目引入依赖:
<dependency>
<groupId>com.fasterxml.jackson.core</groupId>
<artifactId>jackson-databind</artifactId>
</dependency>
配置消息转换器
在启动类中添加一个Bean即可:
@Bean
public MessageConverter jsonMessageConverter(){
return new Jackson2JsonMessageConverter();
}
@Bean
public MessageConverter jsonMessageConverter(){
return new Jackson2JsonMessageConverter();
}
从队列拉取(Consumer)同样也是要加上
拉取代码
@RabbitListener(queues = "object.queue")
public void objectQueue(Map<String, Object> msg) {
System.out.println("消费者Object1: " + msg );
}
不积跬步无以至千里,趁年轻,使劲拼,给未来的自己一个交代!向着明天更好的自己前进吧!