【黑马SpringCloud(4)】RabbitMQ异步通信实现_rabbitmq异步发送短信代码

代码地址：https://gitee.com/suisui9857/mq-demo

初识MQ

微服务间通讯有同步和异步两种方式：

同步通讯： 时效性较强，需要实时响应，可以立即得到结果。(打电话)

缺点：

• 耦合度高：每次加入新的需求，都要修改原来的代码。
• 性能和吞吐能力下降：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。
• 有额外的资源消耗：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。
• 有级联失败问题：如果服务提供者出现问题，所有调用方都会跟着出现问题，迅速导致整个微服务群故障。

异步通讯： 就像发邮件，不需要马上回复。
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。

优点：

• 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，不需要调用
• 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

MQ，中文是消息队列（MessageQueue），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。
几种常见MQ的对比：

追求可用性：Kafka、 RocketMQ 、RabbitMQ
追求可靠性：RabbitMQ、RocketMQ
追求吞吐能力：RocketMQ、Kafka
追求消息低延迟：RabbitMQ、Kafka

MQ的基本结构：

• publisher：生产者
• consumer：消费者
• channel：通道，操作MQ的工具
• exchange：交换机，路由消息到队列中
• queue：队列，存储消息消息
• virtual host：虚拟主机，对queue，exchange等资源的逻辑分组

常见消息模型

在线手册：https://www.rabbitmq.com/getstarted.html

无交换机：
基本消息队列(BasicQueue)：

工作消息队列(WorkQueue)：

有交换机：
发布订阅(Publish,Subscribe)根据交换机类型分为三种：
广播(Fanout Exchange)：

路由(Direct Exchange)：

主题(Topic Exchange)：

基本消息队列演示：

publisher：消息发布者，将消息发送到队列queue
queue：消息队列，负责接收并缓存消息
consumer：订阅队列，处理队列中的消息

导入依赖：

<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-amqp</artifactId>
</dependency>
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基本消息队列发送消息：
1.建立connection
2.创建channel
3.利用channel声明队列
4.利用channel向队列发送消息

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("192.168.221.199");
        factory.setPort(5672);
        factory.setVirtualHost("/");
        factory.setUsername("admin");
        factory.setPassword("12345678");
        // 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();

    }
}
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基本消息队列接收消息：
1.建立connection
2.创建channel
3.利用channel声明队列，都声明队列是避免队列不存在
4.定义consumer的消费行为handleDelivery()
5.利用channel将消费者与队列绑定

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("192.168.221.199");
        factory.setPort(5672);
        factory.setVirtualHost("/");
        factory.setUsername("admin");
        factory.setPassword("12345678");
        // 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。。。。");
    }
}
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SpringAMQP

Advanced Message Queuing Protocol(AMQP)：是用于在应用程序或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，包含两部分，其中spring-amqp是基础镜像，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，类似于redisTemplate(模板工具)

1.父工程引入依赖

<!--AMQP依赖，包含RabbitMQ-->
<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-amqp</artifactId>
</dependency>
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基本消息队列实现：

注意：需提前创建simple.queu队列

消息发送：
2.在publisher服务的application.yml中配置MQ地址：

spring:
  rabbitmq:
    host: 192.168.221.199 # rabbitMQ的ip地址
    port: 5672 # 端口
    username: admin #用户名
    password: 12345678 #密码
    virtual-host: / # 虚拟主机

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3.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;

    @Test
    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);
    }
}
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消息接收：
1.在consumer服务的application.yml中添加配置：

spring:
  rabbitmq:
    host: 192.168.221.199 # rabbitMQ的ip地址
    port: 5672 # 端口
    username: admin #用户名
    password: 12345678 #密码
    virtual-host: / # 虚拟主机
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2.创建SpringRabbitListener接收消息：

@Component
public class SpringRabbitListener {

	//配置监听队列，指定队列名称
    @RabbitListener(queues = "simple.queue")
    public void listenSimpleQueueMessage(String msg) throws InterruptedException {
        System.out.println("spring 消费者接收到消息：【" + msg + "】");
    }
}
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工作消息队列实现

Work queues也被称为(Task queues)，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，多个消费者共同消费队列中的消息。

注意：需提前创建simple.queu队列
消息发送实现：

@RunWith(SpringRunner.class)
@SpringBootTest
public class SpringAmqpTest {
    @Autowired
    private RabbitTemplate rabbitTemplate;
/**
     * 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 < 20; i++) {
     	  // 发送消息
        rabbitTemplate.convertAndSend(queueName, message + i);
        Thread.sleep(20);
   		 }
 	 }
}
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消息接收实现：

@Component
public class SpringRabbitListener {
	@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);
	}
}
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测试结果：消息平分给每个消费者，并没有考虑到消费者的处理能力。

修改consumer服务的application.yml文件：

spring:
  rabbitmq:
    listener:
      simple:
        prefetch: 1 #控制消费者预取的消息数量，每次只能获取一条消息，处理完成才能获取下一个消息
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发布订阅模型：

允许将同一个消息发送给多个消费者，实现方式是加入了exchange(交换机)：
常见的交换机有：Fanout广播，Direct路由，Topic话题。

• 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。
• 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负责消息路由，而不是存储，路由失效则消息丢失。

Fanout Exchange：广播

Fanout Exchange：将接收到的消息路由到每一个跟其绑定的queue。

1.在consumer服务中，利用代码声明队列，交换机，并将两者绑定

@Configuration
public class FanoutConfig {
    //声明交换机itcast.fanout
    @Bean
    public FanoutExchange fanoutExchange(){
        return new FanoutExchange("itcast.fanout");
    }

    //声明队列fanout.queue1
    @Bean
    public Queue fanoutQueyue1(){
      return new Queue("fanout.queue1");
    }

    //声明队列fanout.queue2
    @Bean
    public Queue fanoutQueyue2(){
        return new Queue("fanout.queue2");
    }

    //@Configuration的类会被spring代理，其中类方法调用其他bean会去ioc中找
    //绑定队列1到交换机
    public Binding fanoutBinding1(Queue fanoutQueyue1,FanoutExchange fanoutExchange){
        return BindingBuilder.bind(fanoutQueyue1).to(fanoutExchange);
    }

    //绑定队列2到交换机
    public Binding fanoutBinding2(Queue fanoutQueyue2,FanoutExchange fanoutExchange){
        return BindingBuilder.bind(fanoutQueyue2).to(fanoutExchange);
    }
}
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2.在consumer服务中，编写两个消费者方法，分别监听fanout.queue1和fanout.queue2

@Component
public class SpringRabbitListener {
   @RabbitListener(queues = "fanout.queue1")
    public void listenFanoutQueue1(String msg) throws InterruptedException {
        System.out.println("消费者接收到fanout.queue1的消息：【" + msg + "】" + LocalTime.now());
    }

    @RabbitListener(queues = "fanout.queue2")
    public void listenFanoutQueue2(String msg) throws InterruptedException {
        System.out.println("消费者接收到fanout.queue2的消息：【" + msg + "】" + LocalTime.now());
    }
}
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3.在publish中编写测试方法，向itcast.fanout发送消息

@RunWith(SpringRunner.class)
@SpringBootTest
public class SpringAmqpTest {
    @Autowired
    private RabbitTemplate rabbitTemplate;
   /**
     * 广播发送消息
     */
    @Test
    public void testSendFanoutExchange() throws InterruptedException {
        //交换机名称
        String exchangeName ="itcast.fanout";
        //消息
        String message = "hello, everyOne!";
        //发送消息
        rabbitTemplate.convertAndSend(exchangeName,"", message);
        }
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交换机的作用:
1.接收publisher发送的消息
2.将消息按照规则路由到与之绑定的队列
3.不能缓存消息，路由失败，消息丢失

Direct Exchange：定向

Direct Exchange：将接收到的消息根据规则路由到指定的Queue。

• 每个Queue都与Exchange设置一个Bindingkey
• 发送者发送消息时，指定消息的RoutingKey
• Exchange将消息路由到Bindingkey与消息RoutingKey一致的队列

1.利用@RabbitListener声明Exchange，Queue,RoutingKey
2.在consumer服务中，编写两个消费者方法，分别监听direct.queue1和direct.queue2

@Component
public class SpringRabbitListener {

    //定向交换机@RabbitListener声明Exchange，Queue,RoutingKey
    @RabbitListener(bindings = @QueueBinding(
            value = @Queue(name = "direct.queue1"),
            exchange = @Exchange(name = "itcast.direct",type = ExchangeTypes.DIRECT),
            key = {"red","blue"}
    ))
    public void listenDirectQueue1(String msg) throws InterruptedException {
        System.out.println("消费者接收到direct.queue1的消息：【" + msg + "】" + LocalTime.now());
    }
    
    @RabbitListener(bindings = @QueueBinding(
            value = @Queue(name = "direct.queue2"),
            exchange = @Exchange(name = "itcast.direct",type = ExchangeTypes.DIRECT),
            key = {"red","yellow"}
    ))
    public void listenDirectQueue2(String msg) throws InterruptedException {
        System.out.println("消费者接收到direct.queue2的消息：【" + msg + "】" + LocalTime.now());
    }
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3.在publish中编写测试方法，向itcast.direct发送消息

@RunWith(SpringRunner.class)
@SpringBootTest
public class SpringAmqpTest {
  /**
     * 定向发送消息
     */
    @Test
    public void testSendDirectExchange() throws InterruptedException {
        //交换机名称
        String exchangeName ="itcast.direct";
        //消息
        String message = "hello, blue!";
        //发送消息，绑定blue的人可以收到
        rabbitTemplate.convertAndSend(exchangeName,"blue", message);
    }
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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

TopicExchange：主题交换机

TopicExchange与DirectExchange类似，区别在于routingKey必须是多个单词的列表，并以”.“分割。
Queue与Exchange指定BindingKey时可以使用通配符：
#：代指0个或多个单词
举例：tem.#：能够匹配item.spu.insert 或者 item.spu
*：代指一个单词
举例：item.*：只能匹配item.spu

1.并利用@RabbitListener声明Exchange、Queue、RoutingKey
2.在consumer服务中，编写两个消费者方法，分别监听topic.queue1和topic.queue2

@Component
public class SpringRabbitListener {
	@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 + "】");
	 }
}
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3.在publisher中编写测试方法，向itcast. topic发送消息

@RunWith(SpringRunner.class)
@SpringBootTest
public class SpringAmqpTest {
	/**
	     * 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);
	}
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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

消息转换器

Spring会将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。
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
  

修改消息发送的代码，发送一个Map对象：

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

 @RabbitListener(queues = "object.queue")
    public void listenObjectQueue(Map<String,Object> msg){
        System.out.println("消费者接收到object.queue的消息：【" + msg + "】");
    }
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发送消息后查看控制台：

配置JSON转换器
在publisher和consumer两个服务中都引入依赖：

<dependency>
    <groupId>com.fasterxml.jackson.dataformat</groupId>
    <artifactId>jackson-dataformat-xml</artifactId>
    <version>2.9.10</version>
</dependency>
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在publisher和consumer两个服务的启动类中添加Bean：

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