RabbitMQ-基础篇

前言：

今天开始学RabbitMQ,还是跟着黑马的课程。

今日所学：

RabbitMQ介绍
RabbitMQ入门
Java客户端中的MQ

1.RabbitMQ介绍

1.1 什么是RabbitMQ

RabbitMQ 是一个开源的消息代理软件（消息队列中间件），实现了高级消息队列协议（AMQP）。它由 Erlang 语言编写，以高性能、高可靠性和可扩展性著称，广泛应用于分布式系统中处理异步消息通信。

1.2 RabbitMQ的核心组件

1.生产者（Producer）：发送消息的应用程序

2.消费者（Consumer）: 接收消息的应用程序

3.队列（Queue）: 储存数据的缓冲区

4.交换机（Exchange）: 接受生产者发送的消息并根据规则路由到队列

5.RabbitMQ server Broker : 由队列和交换机组成

6. 虚拟主机：一个broker可以分为多个虚拟主机，起到一个数据隔离的效果。不同虚拟主机中队列和交换机名称可以相同，互相之间没有关系。

其中还设计到两个核心概念：

1.绑定（binging）: 连接交换机和队列的规则

2.消息（Message）: 包含有效载荷和可选属性的数据

1.3 常见的交换机类型

1.直连交换机(Direct)：精确匹配路由键，也就是只能匹配路由键完全一样的

2.扇出交换机(Fanout)：广播到所有绑定队列，也就是给所有绑定了的队列发送消息

3.主题交换机(Topic)：基于模式匹配路由键，也就是支持模糊匹配，范围作用在直联和扇出之间

4.头交换机(Headers)：基于消息头属性路由

注意：

交换机只负责路由和转发消息，没有储存消息的能力

队列和交换机之间存在动态绑定，只有当交换机绑定队列的时候，才可以传输消息。

2. RabbitMQ入门

2.1 RabbitMQ安装

我这里用的docker容器安装的RabbitMQ,先下载了一个windows的docker desktop,再根据系统弹出的提示下载了一个WSL

最后重启电脑，打开看到左下角Engine running就代表着docker安装成功了

如果不放心的也可以去cmd中确认下

确认无误后，接下来是下载rabbitMQ，由于一些原有我这国内的镜像网站用不了，我这开的科学上网，拉取的官方网站。

如果没有科学上网工具的，可以去b站上搜下载docker教程，有关镜像加速的视频。会教其他的下载方法。

下载完成后，启动容器（第一次启动）：

docker run -d --name rabbitmq -p 5672:5672 -p 15672:15672 rabbitmq:management

后续再启动使用以下指令即可：

使用docker ps查看状态

如果rabbitMQ容器状态是up，代表着启动成功

访问端口：localhost:15672

默认的账号，密码都是guest

成功进入RabbitMQ操作页面

2.2 RabbitMQ图形界面使用

2.2.1 创建队列

2.2.2 创建交换机

在type下可以选择虚拟机的类型

2.2.3 设置绑定关系

首先选择进入一个交换机

选择队列进行绑定，如果不是广播的话要设定绑定关系（Rounting key）

2.2.4 发送消息

使用交换机发送消息，需要注意：

交换机没有储存消息的能力，只有先绑定了相应的队列，才能进行消息发送

2.2.5 队列中查看接收的消息

注意只是查看不是消费

2.2.6 切换虚拟主机（virtual host）

对于小型企业而言，出于成本考虑，我们通常只会搭建一套MQ集群，公司内的多个不同项目同时使用。这个时候为了避免互相干扰，我们会利用`virtual host`的隔离特性，将不同项目隔离。一般会做两件事情：

- 给每个项目创建独立的运维账号，将管理权限分离。

- 给每个项目创建不同的`virtual host`，将每个项目的数据隔离。

3 Java客户端中的MQ

3.1 SpringAMQP

将来我们开发业务功能的时候，肯定不会在控制台收发消息，而是应该基于编程的方式。由于`RabbitMQ`采用了AMQP协议，因此它具备跨语言的特性。任何语言只要遵循AMQP协议收发消息，都可以与`RabbitMQ`交互。并且`RabbitMQ`官方也提供了各种不同语言的客户端。

但是，RabbitMQ官方提供的Java客户端编码相对复杂，一般生产环境下我们更多会结合Spring来使用。而Spring的官方刚好基于RabbitMQ提供了这样一套消息收发的模板工具：SpringAMQP。并且还基于SpringBoot对其实现了自动装配，使用起来非常方便。

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

这里我们使用黑马资源里提供的Demo工程来学习SpringAMQP的使用

demo包括三部分：

- mq-demo：父工程，管理项目依赖

- publisher：消息的发送者

- consumer：消息的消费者

导入ideal中，更改项目JDK

更改rabbitmq连接配置

然后使用maven进行编译后遇到了如下问题：

最后是将maven中settings配置文件改了下，将私服的访问路径注释掉，然后重启下项目就正常了

3.2 work模型

前要：

在之前的案例中，我们都是经过交换机发送消息到队列，不过有时候为了测试方便，我们也可以直接向队列发送消息，跳过交换机。

在入门案例中，我们就演示这样的简单模型：

暂时跳过交换机那一部分。

Work queues，任务模型。简单来说就是**让多个消费者绑定到一个队列，共同消费队列中的消息。

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，消息处理的速度就能大大提高了。

首先在图形化界面创建好work.queue这个队列

在Test测试类中模拟发送50条消息给队列

使用两个消费者消费queue中的消息：

测试结果：

可以看到，队列将消息平均的分给了两个消费者（这也是默认配置）

增大消费者2的睡眠时间，发现还是队列还是将消息均匀分配给消费者，这容易导致一个消费者早就空间但是却造成了消息堆积。

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：

这表示每次只能获取一条消息，处理完成才能获取下一个消息。

重新测试：

发现由于消费者1因为睡眠时间短，效率较高，消费了更多消息

3.3 交换机模型

在之前的两个测试案例中，都没有交换机，生产者直接发送消息到队列。而一旦引入交换机，消息发送的模式会有很大变化，可以看到，在订阅模型中，多了一个exchange角色，而且过程略有变化：

交换机的类型有四种：

Fanout：广播，将消息交给所有绑定到交换机的队列。我们最早在控制台使用的正是Fanout交换机
Direct：订阅，基于RoutingKey（路由key）发送给订阅了消息的队列
Topic：通配符订阅，与Direct类似，只不过RoutingKey可以使用通配符
Headers：头匹配，基于MQ的消息头匹配，用的较少。

这里我们只学前三种。

3.4 Fanout交换机

Fanout，英文翻译是扇出，我觉得在MQ中叫广播更合适。在广播模式下，消息发送流程是这样的：

特点如下：

1）可以有多个队列

- 2）每个队列都要绑定到Exchange（交换机）

- 3）生产者发送的消息，只能发送到交换机

- 4）交换机把消息发送给绑定过的所有队列

- 5）订阅队列的消费者都能拿到消息

在这我们分两步走：

- 创建一个名为` hmall.fanout`的交换机，类型是`Fanout`

- 创建两个队列`fanout.queue1`和`fanout.queue2`，绑定到交换机`hmall.fanout`

首先在图形化界面中创建交换机和queue1,queue2两个队列，并将两个队列绑定到交换机中

消息发送：

因为Fanout具有广播特性，所以路由键（routingKey，决定交换机发送消息到哪些队列）传null值就行

消息接收：

还是从queue接收消息

3.5 Direct交换机

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

在这个案例中，我们分五步走：

1. 声明一个名为`hmall.direct`的交换机

2. 声明队列`direct.queue1`，绑定`hmall.direct`，`bindingKey`为`blud`和`red`

3. 声明队列`direct.queue2`，绑定`hmall.direct`，`bindingKey`为`yellow`和`red`

4. 在`consumer`服务中，编写两个消费者方法，分别监听direct.queue1和direct.queue2

5. 在publisher中编写测试方法，向`hmall.direct`发送消息

首先，我们创建一个hamll.direct的交换机，声明两个队列，分别绑定不同的bingingkey

消息发送：

消息接收：

因为两个消费者都绑定了red rountingKey，所以都收到了消息：

如果传入的是yellow或者blue，那么只有一个可以收到消息

3.6 Topic交换机

`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`BindingKey` 的时候使用通配符！

`BindingKey` 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：

- `item.#`：能够匹配`item.spu.insert` 或者 `item.spu`

- `item.*`：只能匹配`item.spu`

接下来，我们就按照上图所示，来演示一下Topic交换机的用法。

首先，在控制台按照图示例子创建队列、交换机，并利用通配符绑定队列和交换机。此处步骤略。最终结果如下：

发送消息：

接收消息：

因为传入的routingkey是china.weawher,匹配的是queue1的china.#,所以只有queue1收到消息。

3.7 声明队列和交换机

在之前我们都是基于RabbitMQ控制台来创建队列、交换机。但是在实际开发时，队列和交换机是程序员定义的，将来项目上线，又要交给运维去创建。那么程序员就需要把程序中运行的所有队列和交换机都写下来，交给运维。在这个过程中是很容易出现错误的。

因此推荐的做法是由程序启动时检查队列和交换机是否存在，如果不存在自动创建。

3.7.1 基于bean方法声明

基本APi如下：

1.SpringAMQP提供了一个Queue类，用来创建队列：

2.SpringAMQP提供了一个Exchange接口，来表示所有不同类型的交换机：

3.ExchangeBuilder可以简化这个过程：

4.在绑定队列和交换机时，需要使用BindingBuilder来创建Binding对象：

下面使用Fanout交换机做一个举例;

1.创建一个fanout的configuration类

2.创建一个交换机方法（FanoutExchange类型）

3.创建一个队列（返回queue类型）

4.创建一个绑定关系方法（返回binging,绑定创建的队列和交换机）

但是这有一个缺点，就是绑定方法只能一个一个创建，如果绑定的是direct交换机，就拿之前的例子进行举例，每个队列都要绑定一个red方法，一个yellow方法，也就是说，一个交换机和两个队列进行绑定就要创建四个方法。

@Configuration

public class DirectConfig {

/**

* 声明交换机

* @return Direct类型交换机

*/

@Bean

public DirectExchange directExchange(){

return ExchangeBuilder.directExchange("hmall.direct").build();

}

/**

* 第1个队列

*/

@Bean

public Queue directQueue1(){

return new Queue("direct.queue1");

}

/**

* 绑定队列和交换机

*/

@Bean

public Binding bindingQueue1WithRed(Queue directQueue1, DirectExchange directExchange){

return BindingBuilder.bind(directQueue1).to(directExchange).with("red");

}

/**

* 绑定队列和交换机

*/

@Bean

public Binding bindingQueue1WithBlue(Queue directQueue1, DirectExchange directExchange){

return BindingBuilder.bind(directQueue1).to(directExchange).with("blue");

}

/**

* 第2个队列

*/

@Bean

public Queue directQueue2(){

return new Queue("direct.queue2");

}

/**

* 绑定队列和交换机

*/

@Bean

public Binding bindingQueue2WithRed(Queue directQueue2, DirectExchange directExchange){

return BindingBuilder.bind(directQueue2).to(directExchange).with("red");

}

/**

* 绑定队列和交换机

*/

@Bean

public Binding bindingQueue2WithYellow(Queue directQueue2, DirectExchange directExchange){

return BindingBuilder.bind(directQueue2).to(directExchange).with("yellow");

}

}