MQ的使用方法_mq使用

​

初识MQ(理解)

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：就像发微信，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。发送消息可以同时与多个人沟通，但是往往响应会有延迟。

同步调用的问题

微服务间基于Feign的调用就属于同步方式，存在一些问题

• 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

异步调用方案

异步调用通过事件驱动模式（Broker）来解决上面同步调用问题

• 耦合度低：每个服务都可以灵活插拔，可替换

• 性能提升：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

• 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

什么是MQ

MQ （Message Queue），中文是消息队列，字面来看就是存放消息的队列。也就是事件驱动架构中的Broker。

常见的角色有：Producer（生产者）、Broker（中介）、Consumer（消费者）。

常见的消息队列

RabbitMQ(理解)

介绍

RabbitMQ是基于AMQP（Advanced Message Queuing Protocol）的一款消息中间件管理系统

官网地址： Messaging that just works — RabbitMQ

官方教程：RabbitMQ Tutorials — RabbitMQ

安装

我们在Centos7虚拟机中使用Docker来安装

下载镜像（已完成）

docker pull rabbitmq:3.8-management

安装MQ

docker run \
 -v mq-plugins:/plugins \
 --name=mq \
 -p 15672:15672 \
 -p 5672:5672 \
 -d \
 rabbitmq:3.8-management

管理界面

浏览器访问：http://192.168.136.130:15672/

1. 创建用户（账号：ithm、密码：123456）

2.  

3. 创建Virtual Hosts（/quick）

5. 为用户分配权限

消息模式

消息队列的消息分为二类传输模型：点对点模型、发布 /订阅模型

RabbitMQ在此基础上进行细化，提供了5种消息模型：

• 1、2（点对点模型）

• 3、4、5（发布/订阅模型）

基本结构

RabbitMQ中的一些角色：

• publisher：生产者

• consumer：消费者

• exchange个：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

快速入门 （了解）

基于简单队列模型实现消息发送、接收

导入资料中的工程

发送消息

接收消息

SpringAMQP(重点)

什么是SpringAMQP？

AMQP：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。

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。

Spring AMQP：模板底层是基于RabbitMQ封装，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

Basic Queue

在父工程引入依赖（已完成）

生产者

首先配置MQ地址，在publisher服务的application.yml中添加配置：

spring:
  rabbitmq:
    host: 192.168.136.131 # 主机名
    port: 5672 # 端口
    virtual-host: /quick # 虚拟主机
    username: itheima # 用户名
    password: 123456 # 密码

然后在publisher服务中编写测试类SpringAmqpTest，并利用RabbitTemplate实现消息发送：

@RunWith(SpringRunner.class)
@SpringBootTest
public class SpringAmqpTest {
​
    @Autowired
    private RabbitTemplate rabbitTemplate;
​
    // 发送 simple queue
    @Test
    public void testSimpleQueue() throws Exception {
        // 队列名称
        String queueName = "simple.queue";
        // 消息内容
        String msg = "hello,spring amqp!";
        // 发送消息
        rabbitTemplate.convertAndSend(queueName, msg);
    }
}

消费者

首先配置MQ地址，在consumer服务的application.yml中添加配置：

spring:
  rabbitmq:
    host: 192.168.136.131 # 主机名
    port: 5672 # 端口
    virtual-host: /quick # 虚拟主机
    username: itheima # 用户名
    password: 123456 # 密码

然后在consumer服务的com.itheima.mq.listener包中新建一个类SpringRabbitListener，代码如下：

package com.itheima.mq;
​
import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
​
@SpringBootApplication
public class ConsumerApplication {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(ConsumerApplication.class, args);
    }
}

测试

启动consumer服务，然后在publisher服务中运行测试代码，发送MQ消息

注意：必须把快速入门消费者关闭

Work Queue

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。

生产者

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);
    }
}

消费者

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 + "】");
    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 + "】");
    Thread.sleep(200);
}

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。

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 # 消费者一次处理一条消息，处理完毕后再从MQ中获取

小结

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

Fanout Exchange

Fanout，在MQ中可以理解为广播模式。

声明（创建）队列和交换机

补充细节：

• 由于在生产者声明的交换机和队列，只有在第一次发送消息时，才会完成创建工作

@Configuration
public class FanoutConfiguration {
​
    // 声明交换机
    @Bean
    public FanoutExchange fanoutExchange() {
        return new FanoutExchange("fanout.exchange");
    }
​
    // 声明第1个队列
    @Bean
    public Queue fanoutQueue1() {
        return new Queue("fanout.queue1");
    }
​
    // 队列1绑定交换机
    @Bean
    public Binding bindingQueue1(FanoutExchange fanoutExchange, Queue fanoutQueue1) {
        return BindingBuilder.bind(fanoutQueue1).to(fanoutExchange);
    }
​
    // 声明第2个队列
    @Bean
    public Queue fanoutQueue2() {
        return new Queue("fanout.queue2");
    }
​
    // 队列2绑定交换机
    @Bean
    public Binding bindingQueue2(FanoutExchange fanoutExchange, Queue fanoutQueue2) {
        return BindingBuilder.bind(fanoutQueue2).to(fanoutExchange);
    }
​
}

生产者

// 发送fanout消息
@Test
public void test03() throws Exception {
    // 参数一：交换机名
    String exchange = "fanout.exchange";
    // 参数二：路由名（下节课讲）
    // 参数三：消息内容
    String msg = "订单号:1001";
​
    // 发送消息
    rabbitTemplate.convertAndSend(exchange, null, msg);
}

消费者

// 监听并接收fanout消息
@RabbitListener(queues = "fanout.queue1")
public void listenFanoutQueue1(String msg) {
    System.out.println("仓储微服务接收消息：" + msg);
}
​
@RabbitListener(queues = "fanout.queue2")
public void listenFanoutQueue2(String msg) {
    System.out.println("短信微服务接收消息：" + msg);
}

测试

启动consumer服务，然后在publisher服务中运行测试代码，发送MQ消息

小结

交换机的作用是什么？

• 接收publisher发送的消息

• FanoutExchange的会将消息路由到每个绑定的队列

• 不能缓存消息，路由失败，消息丢失

声明队列、交换机、绑定关系的Bean是什么？

• Queue

• FanoutExchange

• Binding

Direct Exchange

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

注解声明队列和交换机（消费者）

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：

// 监听并接收direct消息
@RabbitListener(bindings = @QueueBinding( // 交换机绑定队列
    value = @Queue("direct.queue1"),// 创建队列
    exchange = @Exchange(value = "direct.exchange", type = ExchangeTypes.DIRECT),// 创建交换机
    key = {"vip", "base"}// 指定路由规则
))
public void listenDirectQueue1(String msg) {
    System.out.println("vip用户接收：" + msg);
}

@RabbitListener(bindings = @QueueBinding( // 交换机绑定队列
    value = @Queue("direct.queue2"),// 创建队列
    exchange = @Exchange(value = "direct.exchange", type = ExchangeTypes.DIRECT),// 创建交换机
    key = {"base"}// 指定路由规则
))
public void listenDirectQueue2(String msg) {
    System.out.println("普通用户接收：" + msg);
}

生产者

// 发送direct消息
@Test
public void test04() throws Exception {
    // 1.交换机名
    String exchange = "direct.exchange";
    // 2.路由名
    String routingKey = "base";
    // 3.消息内容
    String msg = "少林足球";

    // 发送消息
    rabbitTemplate.convertAndSend(exchange,routingKey,msg);
}

测试

启动consumer服务，然后在publisher服务中运行测试代码，发送MQ消息

小结

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

基于@RabbitListener注解声明队列和交换机有哪些常见注解？

• @QueueBinding

• @Queue

• @Exchange

Topic Exchange

Topic类型的类型Exchange与Direct相比，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： china.news

通配符规则：

#：代指0个或多个单词

*：代指一个单词

注解声明队列和交换机（消费者）

// 监听topic消息
@RabbitListener(bindings = @QueueBinding(
    value = @Queue("topic.queue1"),
    exchange = @Exchange(value = "topic.exchange", type = ExchangeTypes.TOPIC),
    key = {"china.#"}
))
public void listenTopicQueue1(String msg) {
    System.out.println("国内消息：" + msg);
}

@RabbitListener(bindings = @QueueBinding(
    value = @Queue("topic.queue2"),
    exchange = @Exchange(value = "topic.exchange", type = ExchangeTypes.TOPIC),
    key = {"#.news"}
))
public void listenTopicQueue2(String msg) {
    System.out.println("国际消息：" + msg);
}

生产者

// 发送topic消息
@Test
public void test05() throws Exception {
    // 1.交换机名
    String exchange = "topic.exchange";
    // 2.路由名
    String routingKey = "china.news";
    // 3.消息内容
    String msg = "2023年充满希望的一年";

    // 发送消息
    rabbitTemplate.convertAndSend(exchange, routingKey, msg);
}

测试

启动consumer服务，然后在publisher服务中运行测试代码，发送MQ消息

小结

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 xx.xx 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

消息转换器

发送对象类型

在SpringAMQP的发送方法中，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

• 可读性差

我们来测试一下

消费者

@RabbitListener(queuesToDeclare = @Queue("object.queue"))
public void listenObjectQueue(Map<String, Object> map) {
    System.out.println(map);
}

生产者

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

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。

1）在父工程中引入依赖：

<dependency>
    <groupId>com.fasterxml.jackson.core</groupId>
    <artifactId>jackson-databind</artifactId>
    <version>2.10.3</version>
</dependency>

2）在publisher和consumer两个服务启动类中添加json转换器

@Bean
public MessageConverter jsonMessageConverter(){
    return new Jackson2JsonMessageConverter();
}