Spring AMQP与RabbitMQ深度整合指南:从基础到高级应用(2)

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三、SpringAMQP

将来我们开发业务功能的时候,肯定不会在控制台收发消息,而是应该基于编程的方式。由于RabbitMQ采用了 AMQP 协议,因此它具备跨语言的特性。任何语言只要遵循 AMQP 协议收发消息,都可以与RabbitMQ交互。并且RabbitMQ官方也提供了各种不同语言的客户端。


但是,RabbitMQ 官方提供的 Java 客户端编码相对复杂,一般生产环境下我们更多会结合 Spring 来使用。而 Spring 的官方刚好基于RabbitMQ 提供了这样一套消息收发的模板工具:SpringAMQP。并且还基于 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


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。

3.1 依赖和配置文件

要进行下面的操作,首先我们需要引入相关依赖:

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

其次进行配置文件:

application.yml中添加配置:

spring:
  rabbitmq:
    host: xxxxx # 你的虚拟机IP
    port: 5672 # 端口
    virtual-host: /hmall # 虚拟主机
    username: hmall # 用户名
    password: 123 # 密码

注意:不论是消息的发送者还是消息的接收者都需要进行上面的配置。


3.2 消息发送和接收:

3.2.1 消息发送:

利用RabbitTemplate实现消息发送,RabbitTemplate 在我们引入依赖和配置完文件启动项目就自动创建了,我们直接进行依赖注入即可。


下面的代码中,没有实现交换机,因为比较复杂,我们下面讲,这里其实就是感受 RabbitTemplate 的使用。队列需要我们在 MQ 控制台手动创建。

public class SpringAmqpTest {

    @Autowired
    private RabbitTemplate rabbitTemplate;

    public void testSimpleQueue() {
        // 队列名称
        String queueName = "simple.queue";
        // 消息
        String message = "hello, spring amqp!";
        // 发送消息
        rabbitTemplate.convertAndSend(queueName, message);
    }
}

3.2.2 消息接收:

@Component
public class SpringRabbitListener {
    // 利用RabbitListener来声明要监听的队列信息
    // 将来一旦监听的队列中有了消息,就会推送给当前服务,调用当前方法,处理消息。
    @RabbitListener(queues = "simple.queue")
    public void listenSimpleQueueMessage(String msg) throws InterruptedException {
        System.out.println("spring 消费者接收到消息:【" + msg + "】");
    }
}

注意:消息接收的方法参数类型要和消息的发送的参数类型一致。例如上面都是 String 类型。

3.3 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

c039c13c7e550b35c934c43071a816e2.png

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,同一条消息只会被一个消费者处理,这样,消息处理的速度就能大大提高了。


不过在 RabbitMQ 中该模型还存在一个问题: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。


这显然是不合理的。


改进:


在spring中有一个简单的配置,可以解决这个问题,在 application.yml 文件中添加配置:

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

这样就能实现能者多劳的效果,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。


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。

3.4 交换机类型:

在之前的案例中,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:

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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。

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。

我们这里讲解前面三种交换机。


3.4.1 Fanout 交换机:

在广播模式下,消息发送流程是这样的:

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总结:


交换机的特点:


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。

3.4.2 Direct 交换机:

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。

image-20241128162611237

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。

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 Direct 交换机绑定的多个队列具有相同的 RoutingKey,则与 Fanout 功能类似。

3.4.3 Topic 交换机:

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BindingKey 的时候使用通配符!


**BindingKey 一般都是由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 0 个或多个词。

*:匹配不多不少恰好 1 个词。

image-20241128163534062

总结:

描述下 Direct 交换机与 Topic 交换机的差异?

  • 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。


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