《消息队列学习指南：从 MQ 基础到 SpringAMQP 实践》

初识MQ

同步调用

目前我们采用的是基于OpenFeign的同步调用，也就是说业务执行流程是这样的：

支付服务需要先调用用户服务完成余额扣减
然后支付服务自己要更新支付流水单的状态
然后支付服务调用交易服务，更新业务订单状态为已支付

三个步骤依次执行。

这其中就存在3个问题：

第一，拓展性差

但是随着业务规模扩大，产品的功能也在不断完善，最终支付业务会越来越臃肿。

第二，性能下降

采用了同步调用，调用者需要等待服务提供者执行完返回结果后，才能继续向下执行，也就是说每次远程调用，调用者都是阻塞等待状态。最终整个业务的响应时长就是每次远程调用的执行时长之和：

第三，级联失败

由于我们是基于OpenFeign调用交易服务、通知服务。当交易服务、通知服务出现故障时，整个事务都会回滚，交易失败。

这其实就是同步调用的级联失败问题。

异步调用

异步调用方式其实就是基于消息通知的方式，一般包含三个角色：

消息发送者：投递消息的人，就是原来的调用方
消息Broker：管理、暂存、转发消息，你可以把它理解成微信服务器
消息接收者：接收和处理消息的人，就是原来的服务提供方

在异步调用中，发送者不再直接同步调用接收者的业务接口，而是发送一条消息投递给消息Broker。然后接收者根据自己的需求从消息Broker那里订阅消息。每当发送方发送消息后，接受者都能获取消息并处理。

这样，发送消息的人和接收消息的人就完全解耦了。

异步调用的优势包括：

耦合度更低
性能更好
业务拓展性强
故障隔离，避免级联失败

当然，异步通信也并非完美无缺，它存在下列缺点：

完全依赖于Broker的可靠性、安全性和性能
架构复杂，后期维护和调试麻烦

常见的消息队列（MessageQueue）

目比较常见的MQ实现：

ActiveMQ
RabbitMQ
RocketMQ

Kafka

	RabbitMQ	ActiveMQ	RocketMQ	Kafka
公司/社区	Rabbit	Apache	阿里	Apache
开发语言	Erlang	Java	Java	Scala&Java
协议支持	AMQP，XMPP，SMTP，STOMP	OpenWire,STOMP，REST,XMPP,AMQP	自定义协议	自定义协议
可用性	高	一般	高	高
单机吞吐量	一般	差	高	非常高
消息延迟	微秒级	毫秒级	毫秒级	毫秒以内
消息可靠性	高	一般	高	一般

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

RabbitMQ

RabbitMQ是基于Erlang语言开发的开源消息通信中间件，官网地址：

RabbitMQ: One broker to queue them all | RabbitMQ

RabbitMQ对应的架构如图：

其中包含几个概念：

publisher：生产者，也就是发送消息的一方
consumer：消费者，也就是消费消息的一方
queue：队列，存储消息。生产者投递的消息会暂存在消息队列中，等待消费者处理
exchange：交换机，负责消息路由。生产者发送的消息由交换机决定投递到哪个队列。
virtual host：虚拟主机，起到数据隔离的作用。每个虚拟主机相互独立，有各自的exchange、queue

交换机

首先展示交换机项下的创建交换机：

我们点击任意交换机，即可进入交换机详情页面。仍然会利用控制台中的publish message 发送一条消息：

队列

我们打开Queues选项卡，新建一个队列：

数据隔离

用户管理

点击Admin选项卡，首先会看到RabbitMQ控制台的用户管理界面：

virtual host

SpringAMQP

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。

SpringAmqp的官方地址：

Spring AMQP

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

快速入门

publisher直接发送消息到队列
消费者监听并处理队列中的消息

导入依赖

<!--AMQP依赖，包含RabbitMQ--><dependency><groupId>org.springframework.boot</groupId><artifactId>spring-boot-starter-amqp</artifactId></dependency>

工程中就可以直接使用SpringAMQP了。

消息发送

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

spring:rabbitmq:host: 192.168.100.128 # 你的虚拟机IPport: 5672 # 端口virtual-host: /hmall # 虚拟主机username: hmall # 用户名password: 123 # 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：

消息接收

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

spring:rabbitmq:host: 192.168.150.101 # 你的虚拟机IPport: 5672 # 端口virtual-host: /hmall # 虚拟主机username: hmall # 用户名password: 123 # 密码

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

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。最终consumer收到消息：

WorkQueues模型

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。

但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。

导致1个消费者空闲，另一个消费者忙的不可开交。没有充分利用每一个消费者的能力

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 # 每次只能获取一条消息，处理完成才能获取下一个消息

这样充分利用了每一个消费者的处理能力，可以有效避免消息积压问题。

总结

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

交换机类型

Publisher：生产者，不再发送消息到队列中，而是发给交换机
Exchange：交换机，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。
Queue：消息队列也与以前一样，接收消息、缓存消息。不过队列一定要与交换机绑定。
Consumer：消费者，与以前一样，订阅队列，没有变化

Exchange（交换机）只负责转发消息，不具备存储消息的能力，因此如果没有任何队列与Exchange绑定，或者没有符合路由规则的队列，那么消息会丢失！

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。

Fanout交换机

Fanout，英文翻译是扇出，我们学过的广播，发出消息任何绑定的队列都可以收到。

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

消息发送

在有交换机参与时，发送方调用的参数时要注意参数类型

rabbitTemplate.convertAndSend( exchangeName, "", message );

第一个参数：交换机名称

第二个参数：交换机与队列绑定的RoutingKey值

第三个参数：消息对象

总结

交换机的作用：

接收publisher发送的消息
将消息按照规则路由到与之绑定的队列
不能缓存消息，路由失败，消息丢失
FanoutExchange的会将消息路由到每个绑定的队列

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

总结

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

Topic交换机

说明

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

总结

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 . 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

声明队列和交换机

通过编写代码的方式来声明创建交换机和队列

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。

基本API

SpringAMQP提供了一个Queue类，用来创建队列：

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

我们可以自己创建队列和交换机，不过SpringAMQP还提供了ExchangeBuilder来简化这个过程：

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

示例：

基于注解声明

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。

@RabbitListener(bindings = @QueueBinding(value = @Queue(name = "direct.queue1"),exchange = @Exchange(name = "hmall.direct", type = ExchangeTypes.DIRECT),key = {"red", "blue"}
))
public void listenDirectQueue1(String msg){System.out.println("消费者1接收到direct.queue1的消息：【" + msg + "】");
}@RabbitListener(bindings = @QueueBinding(value = @Queue(name = "direct.queue2"),exchange = @Exchange(name = "hmall.direct", type = ExchangeTypes.DIRECT),key = {"red", "yellow"}
))
public void listenDirectQueue2(String msg){System.out.println("消费者2接收到direct.queue2的消息：【" + msg + "】");
}

消息转换器

Spring的消息发送代码接收的消息体是一个Object：

而在数据传输时，它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
有安全漏洞
可读性差

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。

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>

注意，如果项目中引入了spring-boot-starter-web依赖，则无需再次引入Jackson依赖。

配置消息转换器，在publisher和consumer两个服务的启动类中添加一个Bean即可：

@Bean
public MessageConverter messageConverter(){// 1.定义消息转换器Jackson2JsonMessageConverter jackson2JsonMessageConverter = new Jackson2JsonMessageConverter();// 2.配置自动创建消息id，用于识别不同消息，也可以在业务中基于ID判断是否是重复消息jackson2JsonMessageConverter.setCreateMessageIds(true);return jackson2JsonMessageConverter;
}

注意： publisher用什么类型的消息传递，接收者也要用什么类型来接收