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RabbitMQ 七种队列模式应用场景案例分析（通俗易懂）

作者：笔触狂放9 | 2024-08-03 10:00:03

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消费队列使用场景

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作者：我思知我在

blog.csdn.net/qq_32828253/article/details/110450249

七种模式介绍与应用场景

简单模式（Hello World）

做最简单的事情，一个生产者对应一个消费者，RabbitMQ相当于一个消息代理，负责将A的消息转发给B

应用场景： 将发送的电子邮件放到消息队列，然后邮件服务在队列中获取邮件并发送给收件人

工作队列模式（Work queues）

在多个消费者之间分配任务（竞争的消费者模式），一个生产者对应多个消费者，一般适用于执行资源密集型任务，单个消费者处理不过来，需要多个消费者进行处理

应用场景： 一个订单的处理需要10s，有多个订单可以同时放到消息队列，然后让多个消费者同时处理，这样就是并行了，而不是单个消费者的串行情况

订阅模式（Publish/Subscribe）

一次向许多消费者发送消息，一个生产者发送的消息会被多个消费者获取，也就是将消息将广播到所有的消费者中。

应用场景： 更新商品库存后需要通知多个缓存和多个数据库，这里的结构应该是：

  • 一个fanout类型交换机扇出两个个消息队列，分别为缓存消息队列、数据库消息队列

  • 一个缓存消息队列对应着多个缓存消费者

  • 一个数据库消息队列对应着多个数据库消费者

路由模式（Routing）

有选择地（Routing key）接收消息，发送消息到交换机并且要指定路由key ，消费者将队列绑定到交换机时需要指定路由key，仅消费指定路由key的消息

应用场景： 如在商品库存中增加了1台iphone12，iphone12促销活动消费者指定routing key为iphone12，只有此促销活动会接收到消息，其它促销活动不关心也不会消费此routing key的消息

主题模式（Topics）

根据主题（Topics）来接收消息，将路由key和某模式进行匹配，此时队列需要绑定在一个模式上，#匹配一个词或多个词，*只匹配一个词。

应用场景： 同上，iphone促销活动可以接收主题为iphone的消息，如iphone12、iphone13等

远程过程调用（RPC）

如果我们需要在远程计算机上运行功能并等待结果就可以使用RPC，具体流程可以看图。应用场景：需要等待接口返回数据，如订单支付

发布者确认（Publisher Confirms）

与发布者进行可靠的发布确认，发布者确认是RabbitMQ扩展，可以实现可靠的发布。在通道上启用发布者确认后，RabbitMQ将异步确认发送者发布的消息，这意味着它们已在服务器端处理。

应用场景： 对于消息可靠性要求较高，比如钱包扣款

代码演示

代码中没有对后面两种模式演示，有兴趣可以自己研究

简单模式

  1. import com.rabbitmq.client.Channel;
  2. import com.rabbitmq.client.Connection;
  3. import com.rabbitmq.client.ConnectionFactory;
  4.  
  5. import java.io.IOException;
  6. import java.util.concurrent.TimeoutException;
  7.  
  8. public class Sender {
  9.  
  10.     private final static String QUEUE_NAME = "simple_queue";
  11.  
  12.     public static void main(String[] args) throws IOException, TimeoutException {
  13.         ConnectionFactory factory = new ConnectionFactory();
  14.         factory.setHost("localhost");
  15.         factory.setPort(5672);
  16.         Connection connection = factory.newConnection();
  17.         Channel channel = connection.createChannel();
  18.  
  19.         // 声明队列
  20.         // queue：队列名
  21.         // durable：是否持久化
  22.         // exclusive：是否排外  即只允许该channel访问该队列   一般等于true的话用于一个队列只能有一个消费者来消费的场景
  23.         // autoDelete：是否自动删除  消费完删除
  24.         // arguments：其他属性
  25.         channel.queueDeclare(QUEUE_NAME, false, false, false, null);
  26.  
  27.         //消息内容
  28.         String message = "simplest mode message";
  29.         channel.basicPublish("", QUEUE_NAME, null, message.getBytes());
  30.         System.out.println("[x]Sent '" + message + "'");
  31.  
  32.         //最后关闭通关和连接
  33.         channel.close();
  34.         connection.close();
  35.  
  36.     }
  37. }
  1. import com.rabbitmq.client.Channel;
  2. import com.rabbitmq.client.Connection;
  3. import com.rabbitmq.client.ConnectionFactory;
  4. import com.rabbitmq.client.DeliverCallback;
  5.  
  6. import java.io.IOException;
  7. import java.util.concurrent.TimeoutException;
  8.  
  9.  
  10. public class Receiver {
  11.  
  12.     private final static String QUEUE_NAME = "simplest_queue";
  13.  
  14.     public static void main(String[] args) throws IOException, InterruptedException, TimeoutException {
  15.         // 获取连接
  16.         ConnectionFactory factory = new ConnectionFactory();
  17.         factory.setHost("localhost");
  18.         factory.setPort(5672);
  19.         Connection connection = factory.newConnection();
  20.         Channel channel = connection.createChannel();
  21.  
  22.         channel.queueDeclare(QUEUE_NAME, false, false, false, null);
  23.  
  24.         DeliverCallback deliverCallback = (consumerTag, delivery) -> {
  25.             String message = new String(delivery.getBody(), "UTF-8");
  26.             System.out.println(" [x] Received '" +
  27.                     delivery.getEnvelope().getRoutingKey() + "':'" + message + "'");
  28.         };
  29.         channel.basicConsume(QUEUE_NAME, true, deliverCallback, consumerTag -> {
  30.         });
  31.     }
  32. }

工作队列模式

  1. import com.rabbitmq.client.Channel;
  2. import com.rabbitmq.client.Connection;
  3. import com.rabbitmq.client.ConnectionFactory;
  4. import com.rabbitmq.client.DeliverCallback;
  5.  
  6. import java.io.IOException;
  7. import java.util.concurrent.TimeoutException;
  8.  
  9. public class Receiver1 {
  10.  
  11.     private final static String QUEUE_NAME = "queue_work";
  12.  
  13.     public static void main(String[] args) throws IOException, InterruptedException, TimeoutException {
  14.         ConnectionFactory factory = new ConnectionFactory();
  15.         factory.setHost("localhost");
  16.         factory.setPort(5672);
  17.         Connection connection = factory.newConnection();
  18.         Channel channel = connection.createChannel();
  19.  
  20.         channel.queueDeclare(QUEUE_NAME, false, false, false, null);
  21.         // 同一时刻服务器只会发送一条消息给消费者
  22.         channel.basicQos(1);
  23.  
  24.         DeliverCallback deliverCallback = (consumerTag, delivery) -> {
  25.             String message = new String(delivery.getBody(), "UTF-8");
  26.             System.out.println(" [x] Received '" +
  27.                     delivery.getEnvelope().getRoutingKey() + "':'" + message + "'");
  28.         };
  29.         channel.basicConsume(QUEUE_NAME, true, deliverCallback, consumerTag -> {
  30.         });
  31.  
  32.     }
  33. }
  1. import com.rabbitmq.client.Channel;
  2. import com.rabbitmq.client.Connection;
  3. import com.rabbitmq.client.ConnectionFactory;
  4. import com.rabbitmq.client.DeliverCallback;
  5.  
  6. import java.io.IOException;
  7. import java.util.concurrent.TimeoutException;
  8.  
  9.  
  10. public class Receiver2 {
  11.  
  12.     private final static String QUEUE_NAME = "queue_work";
  13.  
  14.     public static void main(String[] args) throws IOException, InterruptedException, TimeoutException {
  15.         ConnectionFactory factory = new ConnectionFactory();
  16.         factory.setHost("localhost");
  17.         factory.setPort(5672);
  18.         Connection connection = factory.newConnection();
  19.         Channel channel = connection.createChannel();
  20.  
  21.  
  22.         channel.queueDeclare(QUEUE_NAME, false, false, false, null);
  23.         // 同一时刻服务器只会发送一条消息给消费者
  24.         channel.basicQos(1);
  25.  
  26.         DeliverCallback deliverCallback = (consumerTag, delivery) -> {
  27.             String message = new String(delivery.getBody(), "UTF-8");
  28.             System.out.println(" [x] Received '" +
  29.                     delivery.getEnvelope().getRoutingKey() + "':'" + message + "'");
  30.         };
  31.         channel.basicConsume(QUEUE_NAME, true, deliverCallback, consumerTag -> {
  32.         });
  33.  
  34.     }
  35. }
  1. import com.rabbitmq.client.Channel;
  2. import com.rabbitmq.client.Connection;
  3. import com.rabbitmq.client.ConnectionFactory;
  4.  
  5. import java.io.IOException;
  6. import java.util.concurrent.TimeoutException;
  7.  
  8.  
  9. public class Sender {
  10.  
  11.     private final static String QUEUE_NAME = "queue_work";
  12.  
  13.     public static void main(String[] args) throws IOException, InterruptedException, TimeoutException {
  14.         ConnectionFactory factory = new ConnectionFactory();
  15.         factory.setHost("localhost");
  16.         factory.setPort(5672);
  17.         Connection connection = factory.newConnection();
  18.         Channel channel = connection.createChannel();
  19.  
  20.         // 声明队列
  21.         channel.queueDeclare(QUEUE_NAME, false, false, false, null);
  22.         for (int i = 0; i < 100; i++) {
  23.             String message = "work mode message" + i;
  24.             channel.basicPublish("", QUEUE_NAME, null, message.getBytes());
  25.             System.out.println("[x] Sent '" + message + "'");
  26.             Thread.sleep(i * 10);
  27.         }
  28.  
  29.         channel.close();
  30.         connection.close();
  31.     }
  32. }

发布订阅模式

  1. import com.rabbitmq.client.Channel;
  2. import com.rabbitmq.client.Connection;
  3. import com.rabbitmq.client.ConnectionFactory;
  4. import com.rabbitmq.client.DeliverCallback;
  5.  
  6. public class Receive1 {
  7.  
  8.     private static final String EXCHANGE_NAME = "logs";
  9.  
  10.     public static void main(String[] argv) throws Exception {
  11.         ConnectionFactory factory = new ConnectionFactory();
  12.         factory.setHost("localhost");
  13.         Connection connection = factory.newConnection();
  14.         Channel channel = connection.createChannel();
  15.  
  16.  
  17.         channel.exchangeDeclare(EXCHANGE_NAME, "fanout");
  18.         String queueName = channel.queueDeclare().getQueue();
  19.         channel.queueBind(queueName, EXCHANGE_NAME, "");
  20.  
  21.         System.out.println(" [*] Waiting for messages. To exit press CTRL+C");
  22.  
  23.         // 订阅消息的回调函数
  24.         DeliverCallback deliverCallback = (consumerTag, delivery) -> {
  25.             String message = new String(delivery.getBody(), "UTF-8");
  26.             System.out.println(" [x] Received '" + message + "'");
  27.         };
  28.  
  29.         // 消费者，有消息时出发订阅回调函数
  30.         channel.basicConsume(queueName, true, deliverCallback, consumerTag -> {
  31.         });
  32.     }
  33. }
  1. import com.rabbitmq.client.Channel;
  2. import com.rabbitmq.client.Connection;
  3. import com.rabbitmq.client.ConnectionFactory;
  4. import com.rabbitmq.client.DeliverCallback;
  5.  
  6. public class Receive2 {
  7.  
  8.     private static final String EXCHANGE_NAME = "logs";
  9.  
  10.     public static void main(String[] argv) throws Exception {
  11.         ConnectionFactory factory = new ConnectionFactory();
  12.         factory.setHost("localhost");
  13.         Connection connection = factory.newConnection();
  14.         Channel channel = connection.createChannel();
  15.  
  16.  
  17.         channel.exchangeDeclare(EXCHANGE_NAME, "fanout");
  18.         String queueName = channel.queueDeclare().getQueue();
  19.         channel.queueBind(queueName, EXCHANGE_NAME, "");
  20.  
  21.         System.out.println(" [*] Waiting for messages. To exit press CTRL+C");
  22.  
  23.         // 订阅消息的回调函数
  24.         DeliverCallback deliverCallback = (consumerTag, delivery) -> {
  25.             String message = new String(delivery.getBody(), "UTF-8");
  26.             System.out.println(" [x] Received2 '" + message + "'");
  27.         };
  28.  
  29.         // 消费者，有消息时出发订阅回调函数
  30.         channel.basicConsume(queueName, true, deliverCallback, consumerTag -> {
  31.         });
  32.     }
  33. }
  1. import com.rabbitmq.client.Channel;
  2. import com.rabbitmq.client.Connection;
  3. import com.rabbitmq.client.ConnectionFactory;
  4.  
  5. public class Sender {
  6.  
  7.     private static final String EXCHANGE_NAME = "logs";
  8.  
  9.     public static void main(String[] argv) throws Exception {
  10.         ConnectionFactory factory = new ConnectionFactory();
  11.         factory.setHost("localhost");
  12.         Connection connection = factory.newConnection();
  13.         Channel channel = connection.createChannel();
  14.  
  15.  
  16.         channel.exchangeDeclare(EXCHANGE_NAME, "fanout");
  17.  
  18.         String message = "publish subscribe message";
  19.         channel.basicPublish(EXCHANGE_NAME, "", null, message.getBytes("UTF-8"));
  20.         System.out.println(" [x] Sent '" + message + "'");
  21.  
  22.         channel.close();
  23.         connection.close();
  24.     }
  25. }

路由模式

  1. import com.rabbitmq.client.Channel;
  2. import com.rabbitmq.client.Connection;
  3. import com.rabbitmq.client.ConnectionFactory;
  4. import com.rabbitmq.client.DeliverCallback;
  5.  
  6. import java.io.IOException;
  7. import java.util.concurrent.TimeoutException;
  8.  
  9.  
  10. public class Receiver1 {
  11.  
  12.     private final static String QUEUE_NAME = "queue_routing";
  13.     private final static String EXCHANGE_NAME = "exchange_direct";
  14.  
  15.     public static void main(String[] args) throws IOException, TimeoutException {
  16.         ConnectionFactory factory = new ConnectionFactory();
  17.         factory.setHost("localhost");
  18.         factory.setPort(5672);
  19.         Connection connection = factory.newConnection();
  20.         Channel channel = connection.createChannel();
  21.  
  22.  
  23.         channel.queueDeclare(QUEUE_NAME, false, false, false, null);
  24.         // 指定路由的key，接收key和key2
  25.         channel.queueBind(QUEUE_NAME, EXCHANGE_NAME, "key");
  26.         channel.queueBind(QUEUE_NAME, EXCHANGE_NAME, "key2");
  27.  
  28.         channel.basicQos(1);
  29.  
  30.         DeliverCallback deliverCallback = (consumerTag, delivery) -> {
  31.             String message = new String(delivery.getBody(), "UTF-8");
  32.             System.out.println(" [x] Received '" +
  33.                     delivery.getEnvelope().getRoutingKey() + "':'" + message + "'");
  34.         };
  35.         channel.basicConsume(QUEUE_NAME, true, deliverCallback, consumerTag -> {
  36.         });
  37.     }
  38.  
  39. }
  1. import com.rabbitmq.client.Channel;
  2. import com.rabbitmq.client.Connection;
  3. import com.rabbitmq.client.ConnectionFactory;
  4. import com.rabbitmq.client.DeliverCallback;
  5.  
  6. import java.io.IOException;
  7. import java.util.concurrent.TimeoutException;
  8.  
  9.  
  10. public class Receiver2 {
  11.  
  12.     private final static String QUEUE_NAME = "queue_routing2";
  13.     private final static String EXCHANGE_NAME = "exchange_direct";
  14.  
  15.     public static void main(String[] args) throws IOException, TimeoutException {
  16.         ConnectionFactory factory = new ConnectionFactory();
  17.         factory.setHost("localhost");
  18.         factory.setPort(5672);
  19.         Connection connection = factory.newConnection();
  20.         Channel channel = connection.createChannel();
  21.  
  22.  
  23.         channel.queueDeclare(QUEUE_NAME, false, false, false, null);
  24.         // 仅接收key2
  25.         channel.queueBind(QUEUE_NAME, EXCHANGE_NAME, "key2");
  26.  
  27.         channel.basicQos(1);
  28.  
  29.         DeliverCallback deliverCallback = (consumerTag, delivery) -> {
  30.             String message = new String(delivery.getBody(), "UTF-8");
  31.             System.out.println(" [x] Received '" +
  32.                     delivery.getEnvelope().getRoutingKey() + "':'" + message + "'");
  33.         };
  34.         channel.basicConsume(QUEUE_NAME, true, deliverCallback, consumerTag -> {
  35.         });
  36.  
  37.  
  38.     }
  39. }
  1. import com.rabbitmq.client.Channel;
  2. import com.rabbitmq.client.Connection;
  3. import com.rabbitmq.client.ConnectionFactory;
  4.  
  5. import java.io.IOException;
  6. import java.util.concurrent.TimeoutException;
  7.  
  8.  
  9. public class Sender {
  10.  
  11.     private final static String EXCHANGE_NAME = "exchange_direct";
  12.     private final static String EXCHANGE_TYPE = "direct";
  13.  
  14.     public static void main(String[] args) throws IOException, TimeoutException {
  15.         ConnectionFactory factory = new ConnectionFactory();
  16.         factory.setHost("localhost");
  17.         factory.setPort(5672);
  18.         Connection connection = factory.newConnection();
  19.         Channel channel = connection.createChannel();
  20.  
  21.         // 交换机声明
  22.         channel.exchangeDeclare(EXCHANGE_NAME, EXCHANGE_TYPE);
  23.  
  24.         // 只有routingKey相同的才会消费
  25.         String message = "routing mode message";
  26.         channel.basicPublish(EXCHANGE_NAME, "key2", null, message.getBytes());
  27.         System.out.println("[x] Sent '" + message + "'");
  28. //        channel.basicPublish(EXCHANGE_NAME, "key", null, message.getBytes());
  29. //        System.out.println("[x] Sent '" + message + "'");
  30.  
  31.         channel.close();
  32.         connection.close();
  33.     }
  34. }

主题模式

  1. import com.rabbitmq.client.Channel;
  2. import com.rabbitmq.client.Connection;
  3. import com.rabbitmq.client.ConnectionFactory;
  4. import com.rabbitmq.client.DeliverCallback;
  5.  
  6. import java.io.IOException;
  7. import java.util.concurrent.TimeoutException;
  8.  
  9.  
  10. public class Receiver1 {
  11.  
  12.     private final static String QUEUE_NAME = "queue_topic";
  13.     private final static String EXCHANGE_NAME = "exchange_topic";
  14.  
  15.     public static void main(String[] args) throws IOException, InterruptedException, TimeoutException {
  16.         ConnectionFactory factory = new ConnectionFactory();
  17.         factory.setHost("localhost");
  18.         factory.setPort(5672);
  19.         Connection connection = factory.newConnection();
  20.         Channel channel = connection.createChannel();
  21.  
  22.         channel.queueDeclare(QUEUE_NAME, false, false, false, null);
  23.         // 可以接收key.1
  24.         channel.queueBind(QUEUE_NAME, EXCHANGE_NAME, "key.*");
  25.  
  26.         channel.basicQos(1);
  27.  
  28.         DeliverCallback deliverCallback = (consumerTag, delivery) -> {
  29.             String message = new String(delivery.getBody(), "UTF-8");
  30.             System.out.println(" [x] Received '" +
  31.                     delivery.getEnvelope().getRoutingKey() + "':'" + message + "'");
  32.         };
  33.         channel.basicConsume(QUEUE_NAME, true, deliverCallback, consumerTag -> {
  34.         });
  35.     }
  36. }
  1. import com.rabbitmq.client.Channel;
  2. import com.rabbitmq.client.Connection;
  3. import com.rabbitmq.client.ConnectionFactory;
  4. import com.rabbitmq.client.DeliverCallback;
  5.  
  6. import java.io.IOException;
  7. import java.util.concurrent.TimeoutException;
  8.  
  9. public class Receiver2 {
  10.  
  11.     private final static String QUEUE_NAME = "queue_topic2";
  12.     private final static String EXCHANGE_NAME = "exchange_topic";
  13.     private final static String EXCHANGE_TYPE = "topic";
  14.  
  15.     public static void main(String[] args) throws IOException, InterruptedException, TimeoutException {
  16.         ConnectionFactory factory = new ConnectionFactory();
  17.         factory.setHost("localhost");
  18.         factory.setPort(5672);
  19.         Connection connection = factory.newConnection();
  20.         Channel channel = connection.createChannel();
  21.  
  22.         channel.queueDeclare(QUEUE_NAME, false, false, false, null);
  23.         // *号代表单个单词，可以接收key.1
  24.         channel.queueBind(QUEUE_NAME, EXCHANGE_NAME, "*.*");
  25.         // #号代表多个单词，可以接收key.1.2
  26.         channel.queueBind(QUEUE_NAME, EXCHANGE_NAME, "*.#");
  27.  
  28.         channel.basicQos(1);
  29.  
  30.         DeliverCallback deliverCallback = (consumerTag, delivery) -> {
  31.             String message = new String(delivery.getBody(), "UTF-8");
  32.             System.out.println(" [x] Received '" +
  33.                     delivery.getEnvelope().getRoutingKey() + "':'" + message + "'");
  34.         };
  35.         channel.basicConsume(QUEUE_NAME, true, deliverCallback, consumerTag -> {
  36.         });
  37.     }
  38. }
  1. import com.rabbitmq.client.Channel;
  2. import com.rabbitmq.client.Connection;
  3. import com.rabbitmq.client.ConnectionFactory;
  4.  
  5. import java.io.IOException;
  6. import java.util.concurrent.TimeoutException;
  7.  
  8.  
  9. public class Sender {
  10.  
  11.     private final static String EXCHANGE_NAME = "exchange_topic";
  12.     private final static String EXCHANGE_TYPE = "topic";
  13.  
  14.     public static void main(String[] args) throws IOException, TimeoutException {
  15.         ConnectionFactory factory = new ConnectionFactory();
  16.         factory.setHost("localhost");
  17.         factory.setPort(5672);
  18.         Connection connection = factory.newConnection();
  19.         Channel channel = connection.createChannel();
  20.  
  21.         channel.exchangeDeclare(EXCHANGE_NAME, EXCHANGE_TYPE);
  22.  
  23.         String message = "topics model message with key.1";
  24.         channel.basicPublish(EXCHANGE_NAME, "key.1", null, message.getBytes());
  25.         System.out.println("[x] Sent '" + message + "'");
  26.         String message2 = "topics model message with key.1.2";
  27.         channel.basicPublish(EXCHANGE_NAME, "key.1.2", null, message2.getBytes());
  28.         System.out.println("[x] Sent '" + message2 + "'");
  29.  
  30.         channel.close();
  31.         connection.close();
  32.     }
  33. }

四种交换机介绍

  • 直连交换机（Direct exchange）： 具有路由功能的交换机，绑定到此交换机的时候需要指定一个routing_key，交换机发送消息的时候需要routing_key，会将消息发送道对应的队列

  • 扇形交换机（Fanout exchange）： 广播消息到所有队列，没有任何处理，速度最快

  • 主题交换机（Topic exchange）： 在直连交换机基础上增加模式匹配，也就是对routing_key进行模式匹配，*代表一个单词，#代表多个单词

  • 首部交换机（Headers exchange）： 忽略routing_key，使用Headers信息（一个Hash的数据结构）进行匹配，优势在于可以有更多更灵活的匹配规则

总结

这么多种队列模式中都有其应用场景，大家可以根据应用场景示例中进行选择

参考

  • RabbitMQ官方教程

  • 官方教程源码

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