Spring Cloud Stream：消息驱动_spring cloud stream 消息驱动

1. 理解消息驱动微服务

消息驱动微服务是一种架构模式，通过消息传递机制实现微服务之间的通信和协作。在这种模式下，微服务之间通过发送和接收消息来实现解耦合，从而提高系统的灵活性、可伸缩性和可维护性。

1.1 什么是消息驱动微服务

消息驱动微服务是基于消息传递机制的微服务架构模式。在传统的微服务架构中，微服务之间通常通过RESTful API进行通信，这种方式存在着耦合度高、扩展性差等问题。而消息驱动微服务则通过消息队列来实现微服务之间的异步通信，将消息作为独立的通信单元，从而实现微服务之间的解耦合。

1.2 消息驱动微服务的优势和适用场景

消息驱动微服务具有以下优势：

• 解耦合：微服务之间通过消息传递机制进行通信，降低了服务之间的耦合度，提高了系统的灵活性和可维护性。
• 异步通信：消息队列支持异步通信，可以实现微服务之间的解耦合和并发处理，提高系统的性能和吞吐量。
• 弹性和可伸缩性：消息驱动模式下，系统可以根据实际负载情况动态调整服务的数量和配置，实现弹性和可伸缩性。

消息驱动微服务适用于以下场景：

• 异步处理：需要实现异步处理和任务调度的场景，如订单处理、日志记录等。
• 解耦合：需要降低系统各个模块之间的耦合度，实现松耦合架构的场景。
• 高性能和高可用：需要实现高性能和高可用的分布式系统架构的场景，如电商平台、金融交易系统等。

1.3 Spring Cloud Stream 的介绍和定位

Spring Cloud Stream是Spring Cloud提供的一种消息驱动微服务框架，用于简化消息驱动微服务的开发和部署。它基于Spring Boot和Spring Integration，提供了一套简单易用的编程模型和组件，用于实现消息生产者和消费者的开发和配置。

Spring Cloud Stream具有以下特点：

• 强大的扩展性：Spring Cloud Stream支持各种消息中间件，如Kafka、RabbitMQ等，可以灵活选择适合自己业务场景的消息中间件。
• 简化开发：Spring Cloud Stream提供了一套简单易用的编程模型和注解，可以快速开发和部署消息驱动微服务。
• 高度集成：Spring Cloud Stream与Spring Cloud生态系统高度集成，可以与其他Spring Cloud组件无缝配合，实现微服务架构的快速搭建和部署。

通过Spring Cloud Stream，开发人员可以轻松地实现消息驱动微服务，提高系统的灵活性、可伸缩性和可维护性，从而更好地满足业务需求。

下一部分是关于Spring Cloud Stream的基础知识。我将详细讨论Spring Cloud Stream的核心组件和架构，Binder的概念和作用，以及Spring Cloud Stream的消息模型。让我们深入了解这些内容。

2. Spring Cloud Stream 的基础知识

Spring Cloud Stream 是构建消息驱动微服务的核心框架之一，它提供了一种简单且灵活的方式来实现消息生产和消费。本节将介绍 Spring Cloud Stream 的核心组件和架构，Binder 的概念和作用，以及 Spring Cloud Stream 的消息模型。

2.1 Spring Cloud Stream 的核心组件和架构

Spring Cloud Stream 的核心组件包括：

• 消息通道（Message Channels）：用于在消息生产者和消费者之间传递消息的通道。Spring Cloud Stream 提供了两种类型的消息通道：输入通道（Input Channel）和输出通道（Output Channel），用于接收和发送消息。

• 绑定器（Binder）：用于连接消息中间件和 Spring Cloud Stream 应用程序。绑定器负责在消息通道和消息中间件之间建立连接，并实现消息的传递和路由。

• 消息处理器（Message Handlers）：用于处理接收到的消息。消息处理器可以是简单的处理逻辑，也可以是复杂的业务逻辑，用于处理和转换消息。

Spring Cloud Stream 的架构如下图所示：

在这个架构中，消息生产者通过输出通道将消息发送到消息通道，然后通过绑定器将消息传递到消息中间件。消息消费者通过绑定器从消息中间件接收消息，然后通过输入通道将消息传递到消息处理器进行处理。

2.2 Binder 的概念和作用

Binder 是 Spring Cloud Stream 中的一个重要概念，用于连接消息中间件和 Spring Cloud Stream 应用程序。Binder 负责在消息通道和消息中间件之间建立连接，并实现消息的传递和路由。

Spring Cloud Stream 提供了多种类型的 Binder，包括 Kafka Binder、Rabbit Binder 等。开发人员可以根据实际需求选择适合自己业务场景的 Binder，并在应用程序中进行配置和使用。

Binder 的作用包括：

• 管理消息通道：Binder 负责创建和管理消息通道，包括输入通道和输出通道，用于接收和发送消息。

• 连接消息中间件：Binder 负责与消息中间件建立连接，并实现消息的传递和路由。不同的 Binder 支持不同的消息中间件，开发人员可以根据实际需求选择适合自己业务场景的 Binder。

2.3 Spring Cloud Stream 的消息模型

Spring Cloud Stream 的消息模型遵循了一种基于消息通道的生产者-消费者模式。在这种模式下，消息生产者通过输出通道将消息发送到消息通道，然后消息消费者通过输入通道从消息通道接收消息，并进行相应的处理。

Spring Cloud Stream 支持多种消息格式，包括 JSON、XML、Avro 等。开发人员可以根据实际需求选择适合自己业务场景的消息格式，并在应用程序中进行配置和使用。
下一部分是关于使用 Spring Cloud Stream 开发消息驱动微服务的内容。我将详细讨论如何配置 Spring Cloud Stream 应用、使用消息通道和通道绑定以及实现消息生产者和消费者。让我们深入了解这些内容。

3. 使用 Spring Cloud Stream 开发消息驱动微服务

在本节中，我们将探讨如何使用 Spring Cloud Stream 开发消息驱动微服务。我们将涵盖配置 Spring Cloud Stream 应用、使用消息通道和通道绑定以及实现消息生产者和消费者的步骤。

3.1 配置 Spring Cloud Stream 应用

首先，我们需要创建一个基于 Spring Boot 的项目，并添加 Spring Cloud Stream 相关的依赖。然后，在应用程序的配置文件中，我们需要配置 Spring Cloud Stream 的 Binder 和相关属性。

以下是一个示例的 Spring Boot 应用程序配置文件（application.yml）：

spring:
  cloud:
    stream:
      bindings:
        input:
          destination: input-topic
        output:
          destination: output-topic
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在这个配置中，我们定义了两个消息通道：input 和 output，分别用于接收和发送消息。我们还指定了这两个消息通道对应的目的地名称：input-topic 和 output-topic。这些配置将告诉 Spring Cloud Stream 如何与消息中间件进行交互。

3.2 使用消息通道和通道绑定

在 Spring Cloud Stream 中，消息通道是用于在消息生产者和消费者之间传递消息的管道。通过注解和配置，我们可以在应用程序中声明和使用消息通道。

以下是一个示例的消息生产者：

@EnableBinding(Source.class)
public class MessageProducer {

    @Autowired
    private MessageChannel output;

    public void sendMessage(String message) {
        output.send(MessageBuilder.withPayload(message).build());
    }
}
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在这个示例中，我们使用 @EnableBinding(Source.class) 注解来声明消息通道，并通过 @Autowired 注解注入了输出通道 output。然后，我们可以调用 output.send() 方法来发送消息。

类似地，以下是一个示例的消息消费者：

@EnableBinding(Sink.class)
public class MessageConsumer {

    @StreamListener(Sink.INPUT)
    public void receiveMessage(String message) {
        System.out.println("Received message: " + message);
    }
}
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在这个示例中，我们使用 @EnableBinding(Sink.class) 注解来声明消息通道，并使用 @StreamListener(Sink.INPUT) 注解来监听输入通道 input。当有新的消息到达时，receiveMessage() 方法将被调用来处理消息。

3.3 实现消息生产者和消费者

通过上述配置和代码，我们已经实现了一个简单的消息生产者和消费者。现在，我们可以在应用程序中调用消息生产者的 sendMessage() 方法来发送消息，然后在消息消费者中监听并处理这些消息。

@RestController
public class MessageController {

    @Autowired
    private MessageProducer producer;

    @PostMapping("/send")
    public void sendMessage(@RequestBody String message) {
        producer.sendMessage(message);
    }
}
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在这个示例中，我们创建了一个 RESTful API，当收到 POST 请求时，调用了消息生产者的 sendMessage() 方法来发送消息。

通过以上步骤，我们成功地配置并实现了一个简单的消息驱动微服务，包括配置 Spring Cloud Stream 应用、使用消息通道和通道绑定，以及实现消息生产者和消费者。

下一部分是关于消息通道的配置和管理。我将详细讨论如何配置消息通道的通道名称和类型，使用自定义消息通道和绑定，以及配置通道拦截器和错误处理器。让我们深入了解这些内容。

4. 消息通道的配置和管理

在本节中，我们将讨论如何配置和管理消息通道。消息通道是消息生产者和消费者之间传递消息的管道，通过配置消息通道，我们可以定义通道的名称、类型以及相关属性，以满足不同的业务需求。

4.1 配置消息通道的通道名称和类型

在 Spring Cloud Stream 中，我们可以通过配置文件来定义消息通道的名称和类型。通道名称用于标识消息通道，而通道类型则指定了消息通道的类型，包括输入通道（Input Channel）和输出通道（Output Channel）。

以下是一个示例的配置文件（application.yml），定义了一个名为 input 的输入通道和一个名为 output 的输出通道：

spring:
  cloud:
    stream:
      bindings:
        input:
          destination: input-topic
          content-type: application/json
          group: consumer-group
        output:
          destination: output-topic
          content-type: application/json
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在这个配置中，我们使用了 spring.cloud.stream.bindings 属性来定义消息通道的绑定。对于输入通道 input，我们指定了目的地名称为 input-topic，并设置了消息的内容类型为 JSON，消费者组为 consumer-group。对于输出通道 output，我们指定了目的地名称为 output-topic，并设置了消息的内容类型为 JSON。

通过这样的配置，我们可以灵活地定义消息通道的名称和类型，以满足不同的业务需求。

4.2 使用自定义消息通道和绑定

除了使用默认的消息通道和绑定外，我们还可以通过自定义注解和接口来创建自定义的消息通道和绑定。

以下是一个示例的自定义消息通道和绑定：

@Target({ElementType.INPUT, ElementType.OUTPUT})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
@BindingAnnotation
public @interface CustomChannel {
}
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public interface CustomChannels {

    @Input
    SubscribableChannel input();

    @Output
    MessageChannel output();
}
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在这个示例中，我们创建了一个自定义的消息通道 CustomChannel，并定义了一个接口 CustomChannels，用于声明自定义的输入通道和输出通道。然后，我们可以在应用程序中使用 @CustomChannel 注解来声明自定义的消息通道，并在 CustomChannels 接口中注入自定义的通道。

通过这样的方式，我们可以灵活地创建和管理自定义的消息通道和绑定，以满足特定的业务需求。

4.3 配置通道拦截器和错误处理器

在 Spring Cloud Stream 中，我们可以通过配置通道拦截器和错误处理器来实现对消息通道的拦截和处理。通道拦截器用于在消息进入和离开通道时执行额外的处理逻辑，而错误处理器用于处理消息发送或接收过程中的错误和异常。

以下是一个示例的通道拦截器和错误处理器的配置：

@Bean
public ChannelInterceptor customChannelInterceptor() {
    return new CustomChannelInterceptor();
}

@Bean
public ErrorHandler customErrorHandler() {
    return new CustomErrorHandler();
}
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在这个配置中，我们创建了一个自定义的通道拦截器 customChannelInterceptor 和一个自定义的错误处理器 customErrorHandler，并将它们注册到 Spring 应用程序中。然后，我们可以在通道配置中使用这些拦截器和错误处理器来实现对消息通道的拦截和处理。

通过这样的配置，我们可以灵活地实现对消息通道的拦截和处理，以满足不同的业务需求。

下一部分是关于消息的生产与消费。我将详细讨论如何使用Spring Cloud Stream实现消息发送和接收的逻辑，配置消息序列化和反序列化，以及处理实际的消息生产和消费过程。让我们深入了解这些内容。

5. 消息的生产与消费

在本节中，我们将讨论如何使用 Spring Cloud Stream 实现消息的生产与消费。我们将涵盖如何配置消息发送和接收的逻辑，配置消息序列化和反序列化，以及处理实际的消息生产和消费过程。

5.1 使用注解定义消息生产者和消费者

Spring Cloud Stream 提供了一组注解，用于简化消息生产者和消费者的开发。通过这些注解，我们可以轻松地定义消息生产者和消费者，并将它们与消息通道进行绑定。

以下是一个示例的消息生产者：

@EnableBinding(Source.class)
public class MessageProducer {

    @Autowired
    private MessageChannel output;

    public void sendMessage(String message) {
        output.send(MessageBuilder.withPayload(message).build());
    }
}
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在这个示例中，我们使用了 @EnableBinding(Source.class) 注解来声明消息通道，并通过 @Autowired 注解注入了输出通道 output。然后，我们可以调用 output.send() 方法来发送消息。

类似地，以下是一个示例的消息消费者：

@EnableBinding(Sink.class)
public class MessageConsumer {

    @StreamListener(Sink.INPUT)
    public void receiveMessage(String message) {
        System.out.println("Received message: " + message);
    }
}
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在这个示例中，我们同样使用了 @EnableBinding(Sink.class) 注解来声明消息通道，并使用 @StreamListener(Sink.INPUT) 注解来监听输入通道 input。当有新的消息到达时，receiveMessage() 方法将被调用来处理消息。

通过这些注解，我们可以轻松地定义消息生产者和消费者，并将它们与消息通道进行绑定，从而实现消息的生产与消费。

5.2 实现消息发送和接收的逻辑

在实际的应用中，我们需要编写逻辑来实现消息的发送和接收。对于消息生产者，我们可以调用输出通道的 send() 方法来发送消息；对于消息消费者，则可以通过监听输入通道并在消息到达时执行相应的逻辑来实现消息的接收和处理。

以下是一个示例的消息发送和接收的逻辑：

@RestController
public class MessageController {

    @Autowired
    private MessageProducer producer;

    @PostMapping("/send")
    public void sendMessage(@RequestBody String message) {
        producer.sendMessage(message);
    }
}

@EnableBinding(Sink.class)
public class MessageConsumer {

    @StreamListener(Sink.INPUT)
    public void receiveMessage(String message) {
        System.out.println("Received message: " + message);
    }
}
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在这个示例中，我们创建了一个 RESTful API，当收到 POST 请求时，调用了消息生产者的 sendMessage() 方法来发送消息。同时，我们定义了一个消息消费者，并通过 @StreamListener(Sink.INPUT) 注解监听输入通道，当有新的消息到达时，调用了 receiveMessage() 方法来处理消息。

通过这样的逻辑，我们可以实现消息的发送和接收，从而实现消息的生产与消费。

5.3 配置消息序列化和反序列化

在消息的发送和接收过程中，我们需要确保消息的序列化和反序列化操作正确地进行。Spring Cloud Stream 默认使用的是 Java 对象序列化和反序列化机制，但我们也可以根据需要自定义消息的序列化和反序列化逻辑。

以下是一个示例的配置消息序列化和反序列化的方式：

spring:
  cloud:
    stream:
      bindings:
        input:
          content-type: application/json
        output:
          content-type: application/json
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在这个配置中，我们通过配置文件指定了消息的内容类型为 JSON 格式。这样一来，Spring Cloud Stream 将使用 JSON 格式来序列化和反序列化消息。

通过这样的配置，我们可以灵活地定义消息的序列化和反序列化方式，以满足不同的业务需求。

下一部分将涉及消息路由与分发。我将详细讨论如何实现消息的路由和分发策略，使用路由器实现消息的多路复用，以及配置消息的路由规则和优先级。让我们深入了解这些内容。

6. 消息路由与分发

在本节中，我们将讨论如何实现消息的路由与分发。消息路由与分发是指根据消息的内容或其他属性将消息路由到不同的消费者，或者将同一条消息发送到多个消费者，以实现消息的多路复用和灵活的消息处理逻辑。

6.1 实现消息的路由和分发策略

在 Spring Cloud Stream 中，我们可以通过配置消息通道和绑定来实现消息的路由和分发。通过指定不同的通道名称和绑定关系，我们可以将消息路由到不同的消费者，或者将同一条消息发送到多个消费者。

以下是一个示例的消息路由和分发策略的配置：

spring:
  cloud:
    stream:
      bindings:
        input1:
          destination: topic-1
        input2:
          destination: topic-2
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在这个配置中，我们定义了两个输入通道 input1 和 input2，并分别指定了它们的目的地为 topic-1 和 topic-2。这样一来，当有新的消息到达时，Spring Cloud Stream 将根据消息的目的地将消息路由到对应的消费者。

6.2 使用路由器实现消息的多路复用

除了通过配置消息通道和绑定来实现消息的路由和分发外，我们还可以使用路由器（Router）来实现消息的多路复用。路由器是一种用于将消息路由到不同消费者的组件，它可以根据消息的内容或其他属性来决定消息的路由方式。

以下是一个示例的路由器的实现：

@Component
public class CustomRouter {

    @Router(inputChannel = "input")
    public String routeMessage(String message) {
        if (message.contains("key1")) {
            return "channel1";
        } else if (message.contains("key2")) {
            return "channel2";
        } else {
            return "defaultChannel";
        }
    }
}
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在这个示例中，我们定义了一个名为 CustomRouter 的路由器组件，并使用 @Router 注解标注了路由方法。该方法根据消息的内容来决定消息的路由方式，如果消息包含 key1，则将消息路由到 channel1，如果消息包含 key2，则将消息路由到 channel2，否则将消息路由到 defaultChannel。

通过使用路由器，我们可以实现灵活的消息路由和多路复用，以满足不同的业务需求。

6.3 配置消息的路由规则和优先级

在实际的应用中，我们可能需要根据具体的业务需求来定义消息的路由规则和优先级。Spring Cloud Stream 提供了丰富的配置选项，可以灵活地配置消息的路由规则和优先级。

以下是一个示例的配置消息的路由规则和优先级的方式：

spring:
  cloud:
    stream:
      bindings:
        input:
          consumer:
            selector-expression: "payload.contains('key1') ? 'channel1' : 'channel2'"
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在这个配置中，我们使用了 selector-expression 属性来指定消息的路由规则。当消息满足条件 payload.contains('key1') 时，将消息路由到 channel1；否则将消息路由到 channel2。通过这样的配置，我们可以灵活地定义消息的路由规则，以满足不同的业务需求。

下一部分将涉及消息转换与转码。我将详细讨论如何使用消息转换器进行消息格式转换，配置消息转换器的优先级和顺序，以及实现自定义的消息转换逻辑。让我们深入了解这些内容。

7. 消息转换与转码

在本节中，我们将讨论如何实现消息的转换与转码。消息转换与转码是指将消息从一种格式转换为另一种格式，或者对消息进行编码和解码的过程。通过消息转换与转码，我们可以实现不同格式之间的互操作，以满足不同系统之间的通信需求。

7.1 使用消息转换器进行消息格式转换

Spring Cloud Stream 提供了丰富的消息转换器，用于支持各种不同格式的消息转换。我们可以通过配置消息转换器来实现消息的格式转换，包括将消息从一种格式转换为另一种格式，或者对消息进行编码和解码。

以下是一个示例的配置消息转换器的方式：

spring:
  cloud:
    stream:
      bindings:
        input:
          content-type: application/json
          consumer:
            use-native-decoding: true
        output:
          content-type: text/plain
          producer:
            use-native-encoding: true
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在这个配置中，我们使用了 content-type 属性来指定消息的内容类型。对于输入通道 input，我们将消息的内容类型设置为 application/json，并启用了原生解码器；对于输出通道 output，我们将消息的内容类型设置为 text/plain，并启用了原生编码器。

通过这样的配置，我们可以实现消息的格式转换，以满足不同系统之间的通信需求。

7.2 配置消息转换器的优先级和顺序

除了配置消息转换器的内容类型外，我们还可以配置消息转换器的优先级和顺序。消息转换器的优先级决定了在消息转换过程中使用哪个转换器，而转换器的顺序决定了它们的执行顺序。

以下是一个示例的配置消息转换器的优先级和顺序的方式：

spring:
  cloud:
    stream:
      default:
        contentType: application/json
        consumer:
          use-native-decoding: true
          conversion-service: myConversionService
        producer:
          use-native-encoding: true
          conversion-service: myConversionService
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在这个配置中，我们使用了 conversion-service 属性来指定消息转换器的优先级和顺序。通过设置相应的值，我们可以控制消息转换器的执行顺序，以满足不同的业务需求。

7.3 实现自定义的消息转换逻辑

除了使用默认的消息转换器外，我们还可以根据需要实现自定义的消息转换逻辑。通过实现自定义的消息转换器，我们可以实现特定格式消息的转换，或者对消息进行特定的处理。

以下是一个示例的自定义消息转换器的实现方式：

public class CustomMessageConverter implements MessageConverter {

    @Override
    public Message<?> toMessage(Object payload, MessageHeaders headers) {
        // 实现消息的转换逻辑
    }

    @Override
    public Object fromMessage(Message<?> message, Class<?> targetClass) {
        // 实现消息的转换逻辑
    }
}
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在这个示例中，我们实现了一个名为 CustomMessageConverter 的自定义消息转换器，并重写了 toMessage() 和 fromMessage() 方法来实现消息的转换逻辑。通过自定义消息转换器，我们可以灵活地实现对消息的格式转换和处理。

8. 消息事件的监听与处理

在本节中，我们将讨论如何实现消息事件的监听与处理。消息事件的监听与处理是指监听消息通道上的各种事件，并根据事件的类型执行相应的处理逻辑。通过消息事件的监听与处理，我们可以实现对消息生命周期的全面监控和管理，以确保消息在发送和接收过程中能够正确地进行处理。

8.1 使用事件监听器处理消息生命周期事件

Spring Cloud Stream 提供了丰富的事件监听器，用于监听消息通道上的各种事件。我们可以通过实现相应的事件监听器接口，并注册到消息通道上，来监听消息的生命周期事件，并在事件发生时执行相应的处理逻辑。

以下是一个示例的使用事件监听器处理消息生命周期事件的方式：

@Component
public class CustomEventListener {

    @EventListener
    public void handleEvent(MessageChannelBinder.EventListener.Event event) {
        // 实现事件处理逻辑
    }
}
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在这个示例中，我们实现了一个名为 CustomEventListener 的事件监听器，并通过 @EventListener 注解标注了事件处理方法。当消息通道上发生事件时，Spring Cloud Stream 将自动调用相应的事件处理方法，并将事件作为参数传递给方法。

8.2 配置事件监听器的优先级和顺序

除了实现事件监听器外，我们还可以配置事件监听器的优先级和顺序。事件监听器的优先级决定了在事件发生时使用哪个监听器进行处理，而监听器的顺序决定了它们的执行顺序。

以下是一个示例的配置事件监听器的优先级和顺序的方式：

spring:
  cloud:
    stream:
      bindings:
        input:
          destination: input-topic
          content-type: application/json
          group: consumer-group
          consumer:
            use-native-decoding: true
          producer:
            use-native-encoding: true
        output:
          destination: output-topic
          content-type: application/json
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在这个配置中，我们使用了 spring.cloud.stream.bindings 属性来配置消息通道的绑定。通过设置相应的值，我们可以控制事件监听器的优先级和顺序，以确保消息在发送和接收过程中能够正确地进行处理。