消息队列RabbitMQ的整理总结

1.消息队列（MQ）

关于消息队列那点事

1.1什么是消息队列

消息队列，即MQ，Message Queue。

1.2 AMQP和JMS

MQ是消息通信的模型，并不是具体实现。现在实现MQ的有两种主流方式：AMQP、JMS。

正如上图所说,队列的使用除去了接受和发送应用程序同时执行的要求,消息队列是典型的：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。

两者间的区别和联系：

• JMS是定义了统一的接口，来对消息操作进行统一；AMQP是通过规定协议来统一数据交互的格式
• JMS限定了必须使用Java语言；AMQP只是协议，不规定实现方式，因此是跨语言的。
• JMS规定了两种消息模型；而AMQP的消息模型更加丰富

JMS更适合于java服务之间的应用通信,而AMQP可以跨语言通信,消息模型更加丰富,在javaweb的开发中,构建springcloud应用的时用到了消息队列,springcloud传递了微服务这个概念,也许不同的服务是由不同的语言进行实现,AMQP这个消息队列协议更加适合一些.

1.3 常见MQ产品

• ActiveMQ：基于JMS
• RabbitMQ：基于AMQP协议，erlang语言开发，稳定性好
• RocketMQ：基于JMS，阿里巴巴产品，目前交由Apache基金会
• Kafka：分布式消息系统，高吞吐量

其中RabbitMQ,稳定性较好,是一个开源的,基于AMQP协议的完整的可复用的企业消息系统,支持主流的操作系统,Linux,Windows,MacOs等.支持多种开发语言
官网： http://www.rabbitmq.com/

官方教程：http://www.rabbitmq.com/getstarted.html

2.五种消息模型

2.1.基本消息模型

RabbitMQ提供了6种消息模型，但是第6种其实是RPC，并不是MQ，因此不予学习。那么也就剩下5种。

但是其实3、4、5这三种都属于订阅模型，只不过进行路由的方式不同。

RabbitMQ是一个消息代理：它接受和转发消息。 你可以把它想象成一个邮局：当你把邮件放在邮箱里时，你可以确定邮差先生最终会把邮件发送给你的收件人。 在这个比喻中，RabbitMQ是邮政信箱，邮局和邮递员。

RabbitMQ与邮局的主要区别是它不处理纸张，而是接受，存储和转发数据消息的二进制数据块。

P（producer/ publisher）：生产者，一个发送消息的用户应用程序。

C（consumer）：消费者，消费和接收有类似的意思，消费者是一个主要用来等待接收消息的用户应用程序

队列（红色区域）：rabbitmq内部类似于邮箱的一个概念。虽然消息流经rabbitmq和你的应用程序，但是它们只能存储在队列中。队列只受主机的内存和磁盘限制，实质上是一个大的消息缓冲区。许多生产者可以发送消息到一个队列，许多消费者可以尝试从一个队列接收数据。

总之：

生产者将消息发送到队列，消费者从队列中获取消息，队列是存储消息的缓冲区。

我们将用Java编写两个程序;发送单个消息的生产者，以及接收消息并将其打印出来的消费者。我们将详细介绍Java API中的一些细节，这是一个消息传递的“Hello World”。

我们将调用我们的消息发布者（发送者）Send和我们的消息消费者（接收者）Recv。发布者将连接到RabbitMQ，发送一条消息，然后退出。

2.2.work消息模型

工作队列或者竞争消费者模式

在第一篇教程中，我们编写了一个程序，从一个命名队列中发送并接受消息。在这里，我们将创建一个工作队列，在多个工作者之间分配耗时任务。

工作队列，又称任务队列。主要思想就是避免执行资源密集型任务时，必须等待它执行完成。相反我们稍后完成任务，我们将任务封装为消息并将其发送到队列。 在后台运行的工作进程将获取任务并最终执行作业。当你运行许多工人时，任务将在他们之间共享，但是一个消息只能被一个消费者获取。

这个概念在Web应用程序中特别有用，因为在短的HTTP请求窗口中无法处理复杂的任务。

接下来我们来模拟这个流程：

​ P：生产者：任务的发布者

​ C1：消费者，领取任务并且完成任务，假设完成速度较快

​ C2：消费者2：领取任务并完成任务，假设完成速度慢

面试题：避免消息堆积？

1） 采用workqueue，多个消费者监听同一队列。

2）接收到消息以后，而是通过线程池，异步消费。

2.3.订阅模型分类

前面2个案例中，只有3个角色：

• P：生产者，也就是要发送消息的程序
• C：消费者：消息的接受者，会一直等待消息到来。
• queue：消息队列，图中红色部分。类似一个邮箱，可以缓存消息；生产者向其中投递消息，消费者从其中取出消息。

而在订阅模型中，多了一个exchange角色，而且过程略有变化：

• P：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）
• C：消费者，消息的接受者，会一直等待消息到来。
• Queue：消息队列，接收消息、缓存消息。
• 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
  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！

2.3.订阅模型-Fanout

Fanout，也称为广播。

流程说明

流程图：

在广播模式下，消息发送流程是这样的：

• 1） 可以有多个消费者
• 2） 每个消费者有自己的queue（队列）
• 3） 每个队列都要绑定到Exchange（交换机）
• 4） 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。
• 5） 交换机把消息发送给绑定过的所有队列
• 6） 队列的消费者都能拿到消息。实现一条消息被多个消费者消费

2.4.订阅模型-Direct

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

流程图：

图解：

• P：生产者，向Exchange发送消息，发送消息时，会指定一个routing key。
• X：Exchange（交换机），接收生产者的消息，然后把消息递交给 与routing key完全匹配的队列
• C1：消费者，其所在队列指定了需要routing key 为 error 的消息
• C2：消费者，其所在队列指定了需要routing key 为 info、error、warning 的消息

1.4.7.订阅模型-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，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：

​ audit.#：能够匹配audit.irs.corporate 或者 audit.irs

​ audit.*：只能匹配audit.irs

图示：

解释：

• 红色Queue：绑定的是usa.# ，因此凡是以 usa.开头的routing key 都会被匹配到
• 黄色Queue：绑定的是#.news ，因此凡是以 .news结尾的 routing key 都会被匹配

1.5.持久化

如何避免消息丢失？

1） 消费者的ACK机制。可以防止消费者丢失消息。

2） 但是，如果在消费者消费之前，MQ就宕机了，消息就没了。

是可以将消息进行持久化呢？

要将消息持久化，前提是：队列、Exchange都持久化

交换机持久化

队列持久化

消息持久化

消费者的消息确认机制(Acknowlage)

消息一旦被消费者接收，队列中的消息就会被删除。

那么问题来了：RabbitMQ怎么知道消息被接收了呢？

这就要通过消息确认机制（Acknowlege）来实现了。当消费者获取消息后，会向RabbitMQ发送回执ACK，告知消息已经被接收。不过这种回执ACK分两种情况：

• 自动ACK：消息一旦被接收，消费者自动发送ACK
• 手动ACK：消息接收后，不会发送ACK，需要手动调用

大家觉得哪种更好呢？

这需要看消息的重要性：

• 如果消息不太重要，丢失也没有影响，那么自动ACK会比较方便
• 如果消息非常重要，不容丢失。那么最好在消费完成后手动ACK，否则接收消息后就自动ACK，RabbitMQ就会把消息从队列中删除。如果此时消费者宕机，那么消息就丢失了。
  我们之前的测试都是自动ACK的，如果要手动ACK，需要改动我们的代码：

public class Recv2 {
    private final static String QUEUE_NAME = "simple_queue";

    public static void main(String[] argv) throws Exception {
        // 获取到连接
        Connection connection = ConnectionUtil.getConnection();
        // 创建通道
        final Channel channel = connection.createChannel();
        // 声明队列
        channel.queueDeclare(QUEUE_NAME, false, false, false, null);
        // 定义队列的消费者
        DefaultConsumer consumer = new DefaultConsumer(channel) {
            // 获取消息，并且处理，这个方法类似事件监听，如果有消息的时候，会被自动调用
            @Override
            public void handleDelivery(String consumerTag, Envelope envelope, BasicProperties properties,
                    byte[] body) throws IOException {
                // body 即消息体
                String msg = new String(body);
                System.out.println(" [x] received : " + msg + "!");
                // 手动进行ACK
                channel.basicAck(envelope.getDeliveryTag(), false);
            }
        };
        // 监听队列，第二个参数false，手动进行ACK
        channel.basicConsume(QUEUE_NAME, false, consumer);
    }
}

注意到最后一行代码：

```java
channel.basicConsume(QUEUE_NAME, false, consumer);

如果第二个参数为true，则会自动进行ACK；如果为false，则需要手动ACK。方法的声明：

能者多劳

刚才的实现有问题吗？

• 消费者1比消费者2的效率要低，一次任务的耗时较长
• 然而两人最终消费的消息数量是一样的
• 消费者2大量时间处于空闲状态，消费者1一直忙碌

现在的状态属于是把任务平均分配，正确的做法应该是消费越快的人，消费的越多。

怎么实现呢？

我们可以修改设置，让消费者同一时间只接收一条消息，这样处理完成之前，就不会接收更多消息，就可以让处理快的人，接收更多消息 ：

再次测试：

以上原生方法语句较为复杂,日常使用为springboot整合,自动配置的代码:

2.Spring AMQP

2.1.简介

Sprin有很多不同的项目，其中就有对AMQP的支持：

Spring AMQP的页面：http://projects.spring.io/spring-amqp/

注意这里一段描述：

Spring-amqp是对AMQP协议的抽象实现，而spring-rabbit 是对协议的具体实现，也是目前的唯一实现。底层使用的就是RabbitMQ。

2.2.依赖和配置

添加AMQP的启动器：

<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-amqp</artifactId>
</dependency>

在application.yml中添加RabbitMQ地址：

spring:
  rabbitmq:
    host: 192.168.1.102
    username: test
    password: test
    virtual-host: /test

2.3.监听者

在SpringAmqp中，对消息的消费者进行了封装和抽象，一个普通的JavaBean中的普通方法，只要通过简单的注解，就可以成为一个消费者。

@Component
public class Listener {

    @RabbitListener(bindings = @QueueBinding(
            value = @Queue(value = "spring.test.queue", durable = "true"),
            exchange = @Exchange(
                    value = "spring.test.exchange",
                    ignoreDeclarationExceptions = "true",
                    type = ExchangeTypes.TOPIC
            ),
            key = {"#.#"}))
    public void listen(String msg){
        System.out.println("接收到消息：" + msg);
    }
}

• @Componet`：类上的注解，注册到Spring容器
• @RabbitListener：方法上的注解，声明这个方法是一个消费者方法，需要指定下面的属性：
  • bindings：指定绑定关系，可以有多个。值是@QueueBinding的数组。@QueueBinding包含下面属性：
    • value：这个消费者关联的队列。值是@Queue，代表一个队列
    • exchange：队列所绑定的交换机，值是@Exchange类型
    • key：队列和交换机绑定的RoutingKey

类似listen这样的方法在一个类中可以写多个，就代表多个消费者。

2.4.AmqpTemplate

Spring最擅长的事情就是封装，把他人的框架进行封装和整合。

Spring为AMQP提供了统一的消息处理模板：AmqpTemplate，非常方便的发送消息，其发送方法：

红框圈起来的是比较常用的3个方法，分别是：

• 指定交换机、RoutingKey和消息体
• 指定消息
• 指定RoutingKey和消息，会向默认的交换机发送消息

2.5.测试代码

@RunWith(SpringRunner.class)
@SpringBootTest(classes = Application.class)
public class MqDemo {

    @Autowired
    private AmqpTemplate amqpTemplate;

    @Test
    public void testSend() throws InterruptedException {
        String msg = "hello, Spring boot amqp";
        this.amqpTemplate.convertAndSend("spring.test.exchange","a.b", msg);
        // 等待10秒后再结束
        Thread.sleep(10000);
    }
}

运行后查看日志:

至此,Spring AMQP 成功使用.

2.6.配置文件

完善发送方application.yml配置:
我们在application.yml中添加一些有关RabbitMQ的配置：

spring:
  rabbitmq:
    host: 192.168.1.103
    username: test
    password: test
    virtual-host: /test
    template:
      retry:
        enabled: true
        initial-interval: 10000ms
        max-interval: 300000ms
        multiplier: 2
      exchange: test.item.exchange
    publisher-confirms: true

• template：有关AmqpTemplate的配置
  • retry：失败重试
    • enabled：开启失败重试
    • initial-interval：第一次重试的间隔时长
    • max-interval：最长重试间隔，超过这个间隔将不再重试
    • multiplier：下次重试间隔的倍数，此处是2即下次重试间隔是上次的2倍
  • exchange：缺省的交换机名称，此处配置后，发送消息如果不指定交换机就会使用这个
• publisher-confirms：生产者确认机制，确保消息会正确发送，如果发送失败会有错误回执，从而触发重试

完善接受方application.yml配置:

spring:
  rabbitmq:
    host: 192.168.56.101
    username: test
    password: test
    virtual-host: /test

这里只是接收消息而不发送，所以不用配置template相关内容。

2.7 测试

查看RabbitMQ控制台

重新启动项目，并且登录RabbitMQ管理界面：http://192.168.1.103:15672

可以看到，交换机已经创建出来了,队列也已经创建完毕,并且队列都已经绑定到交换机

2.8 结束

特别感谢:传智播客