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初窥RabbitMQ消息中间及SpringBoot整合

jiezi

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一：RabbitMQ 简介

RabbitMQ 介绍

RabbitMQ 即一个消息队列，主要是用来实现应用程序的异步和解耦，同时也能起到消息缓冲，消息分发的作用。

消息中间件最主要的作用是解耦，中间件最标准的用法是生产者生产消息传送到队列，消费者从队列中拿取消息并处理，生产者不用关心是谁来消费，消费者不用关心谁在生产消息，从而达到解耦的目的。在分布式的系统中，消息队列也会被用在很多其它的方面，比如：分布式事务的支持，RPC 的调用等等。

RabbitMQ 是实现 AMQP（高级消息队列协议）的消息中间件的一种，最初起源于金融系统，用于在分布式系统中存储转发消息，在易用性、扩展性、高可用性等方面表现不俗。RabbitMQ 主要是为了实现系统之间的双向解耦而实现的。当生产者大量产生数据时，消费者无法快速消费，那么需要一个中间层。保存这个数据。

AMQP，即 Advanced Message Queuing Protocol，高级消息队列协议，是应用层协议的一个开放标准，为面向消息的中间件设计。消息中间件主要用于组件之间的解耦，消息的发送者无需知道消息使用者的存在，反之亦然。AMQP 的主要特征是面向消息、队列、路由（包括点对点和发布 / 订阅）、可靠性、安全。

RabbitMQ 是一个开源的 AMQP 实现，服务器端用 Erlang 语言编写，支持多种客户端，如：Python、Ruby、.NET、Java、JMS、C、PHP、ActionScript、XMPP、STOMP 等，支持 AJAX。

运行机制

通常我们谈到队列服务, 会有三个概念：发消息者、队列、收消息者，RabbitMQ 在这个基本概念之上, 多做了一层抽象, 在发消息者和 队列之间, 加入了交换器 (Exchange). 这样发消息者和队列就没有直接联系, 转而变成发消息者把消息给交换器, 交换器根据调度策略再把消息再给队列。

  • 左侧 P 代表 生产者，也就是往 RabbitMQ 发消息的程序。
  • 中间即是 RabbitMQ，其中包括了 交换机 和 队列。
  • 右侧 C 代表 消费者，也就是往 RabbitMQ 拿消息的程序。

那么，其中比较重要的概念有 4 个，分别为：虚拟主机，交换机，队列，和绑定。

  • 虚拟主机：一个虚拟主机持有一组交换机、队列和绑定。为什么需要多个虚拟主机呢？很简单，RabbitMQ 当中，用户只能在虚拟主机的粒度进行权限控制。 因此，如果需要禁止 A 组访问 B 组的交换机 / 队列 / 绑定，必须为 A 和 B 分别创建一个虚拟主机。每一个 RabbitMQ 服务器都有一个默认的虚拟主机“/”。
  • 交换机：Exchange 用于转发消息，但是它不会做存储 ，如果没有 Queue bind 到 Exchange 的话，它会直接丢弃掉 Producer 发送过来的消息。这里有一个比较重要的概念： 路由键（routing_key）。消息到交换机的时候，交互机会转发到对应的队列中，那么究竟转发到哪个队列，就要根据该路由键。
  • 绑定：也就是交换机需要和队列相绑定，这其中如上图所示，是多对多的关系。

交换机

交换机的功能主要是接收消息并且转发到绑定的队列，交换机不存储消息，在启用 ack 模式后，交换机找不到队列会返回错误。交换机有四种类型：Direct, topic, Headers and Fanout

  • Direct：direct 类型的行为是”先匹配, 再投送”. 即在绑定时设定一个 routing_key, 消息的routing_key 匹配时, 才会被交换器投送到绑定的队列中去.
  • Topic：按规则转发消息（最灵活）
  • Headers：设置 header attribute 参数类型的交换机
  • Fanout：转发消息到所有绑定队列（广播：忽略 routing_key）

一句话总结

RabbitMQ 简单来说，就是生产者发送消息到虚拟主机，虚拟主机把消息交给指定的交换机，交换机按照规则扔给消息队列进行存储，消息队列等待消费者来消费。

由此我想到了商品买卖：厂家生产商品卖给批发部，批发部交给指定的超市出售，超市按照售价摆放在门店，并等待顾客上门购买。

完美~~

二：RabbitMQ 安装

因为 RabbitMQ 是由 erlang 语言写的，就像 Java 程序需要 jdk 环境一样，运行 RabbitMQ 也需要 erlang 环境。

1. 安装 erlang

环境：Centos7.4

下载地址：http://erlang.org/download/

在 Linux 终端运行命令行

下载：

wget http://erlang.org/download/otp_src_18.3.tar.gz

下载一定要认准 otp_src_ 字样。

解压：

tar -zxvf otp_src_18.3.tar.gz

进入解压后的根目录：

./configure --prefix=/usr/local/erlang --enable-hipe --enable-threads --enable-smp-support --enable-kernel-poll --without-javac
make && make install

上面有点慢。

把 erlang 加入环境变量：

vi /etc/profile
export ERLANG=/usr/local/erlang/erlang
export PATH=$ERLANG/bin:$PATH

使环境变量生效

source /etc/profile

然后，我们测试下是否安装成功：

[root@ystcode ~]# erl
Erlang/OTP 18 [erts-7.3]  [64-bit] [async-threads:10] [hipe] [kernel-poll:false]

Eshell V7.3  (abort with ^G)
1>

2. 安装 RabbitMQ

下载地址：http://www.rabbitmq.com/releases/rabbitmq-server/v3.6.1/

下载：

wget http://www.rabbitmq.com/releases/rabbitmq-server/v3.6.1/rabbitmq-server-generic-unix-3.6.1.tar.xz

对于下载 xz 包进行解压，首先先下载 xz 压缩工具：

yum install xz

对 rabbitmq 包进行解压：

xz -d xz -d rabbitmq-server-generic-unix-3.6.1.tar.xz
tar -xvf rabbitmq-server-generic-unix-3.6.1.tar

随后在 sbin 目录启用 MQ 管理方式：

./rabbitmq-plugins enable rabbitmq_management   #启动后台管理
./rabbitmq-server -detached #后台运行 rabbitmq

添加用户和权限 默认网页 guest 用户是不允许访问的，需要增加一个用户修改一下权限，代码如下：

添加用户:

./rabbitmqctl add_user admin admin

添加权限:

./rabbitmqctl set_permissions -p "/" admin ".*" ".*" ".*"

修改用户角色:

./rabbitmqctl set_user_tags admin administrator

然后就可以远程访问了，然后可直接配置用户权限等信息。

验证

访问 http://localhost:15672/，输入 admin 用户密码，登录成功！

三：整合 Spring Boot

新建一个 1.5 版本的 Spring boot 项目，选择 rabbitmq+web 模块。

1. 导入依赖

<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-amqp</artifactId>
</dependency>

2.yml 配置 rabbitmq

virtual-host: / 默认就是斜杠，具体查看 rabbitmq 后台 admin 栏。如果默认这行不用写。

spring:
  rabbitmq:
    host: 127.0.0.1
    username: admin
    password: admin
    virtual-host: / #可以不用写

3. 发送 direct 消息

direct 类型的行为是”先匹配, 再投送”. 即在绑定时设定一个 routing_key, 消息的routing_key 匹配时, 才会被交换器投送到绑定的队列中去.

1. 我们在 RabbitMQ 后台新建一个交换机，demo-direct交换机名，direct交换机类型，Durable持久化：

2. 再新建一个消息队列，取名为demo：

3. 点击 demo-direct 交换机进入绑定消息队列demo：

如果没有指定 routingkey，消息队列的名称就是 routingkey

4. 绑定成功后查看：

你可以直接在交换机页面下方的 Publish message 发送消息，在消息队列的 Get message 查看消息，不过我们实际生产比较多使用编程：

在 Spring Boot 创建单元测试

demo-direct交换机名

demo是该交换机绑定的消息队列名

发送消息

@Autowired
RabbitTemplate rabbitTemplate;

@Test
public void contextLoads() {
   //message 需要自己构造一个，定义消息体内容和消息体
   //rabbitTemplate.send(exchange,routingkey,message);
   Map map = new HashMap();
   map.put("key","值");
   map.put("msg",true);
   // 对象被默认序列化后发送
   rabbitTemplate.convertAndSend("demo-direct","demo",map);
}

此时发送消息我们在 rabbitmq 网页发现消息是经序列化后的，我们如果想改变序列化机制为 JSON，也很简单，只需要注入一个人 Bean：

@Configuration
public class MyAMQPConfig {
    @Bean
    public MessageConverter messageConverter(){return new Jackson2JsonMessageConverter();
    }
}

然后我们再启动测试，发送。

接收消息

demo是消息队列名，也就是消费者只需要得到消息队列的名字就可以接收队列中的消息。

@Test
public void receive(){Object o = rabbitTemplate.receiveAndConvert("demo");
    System.out.println(o.getClass());
    System.out.println(o);
}

查看打印

class java.util.HashMap
{msg=true, key= 值}

4. 广播 fanout 消息

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转发消息到所有绑定队列（广播：忽略 routing_key）

1. 首先我们需要在 RabbitMQ 后台创建一个广播交换机：

2. 再创建一些（demo1，demo2）消息队列，以一个作为演示：

3. 进入创建的交换机页面：

4. 交换机与消息队列（demo1,demo2）进行绑定：

如果没有指定 routingkey，消息队列的名称就是 routingkey

在 Spring Boot 创建单元测试

注意在广播模式下会忽略忽略 routing_key

发送消息

@Autowired
RabbitTemplate rabbitTemplate;

@Test
public void send() {Book book = new Book();
    book.setName("< 西游记 >");
    book.setAnthony("吴承恩");
    // 对象被默认序列化后发送
    rabbitTemplate.convertAndSend("demo-fanout","",book);
}

接收消息

@Test
public void receive(){Object o = rabbitTemplate.receiveAndConvert("demo");
    System.out.println(o.getClass());
    System.out.println(o);
}

打印输出：

class cn.zyzpp.rabbitmq.entity.Book
Book{name='< 西游记 >', anthony='吴承恩'}

5. 发送 topic 消息

按规则转发消息（使用通配符）

1. 在 rabbitmq 后台新建一个 topic 交换机

2. 新建一个消息队列demo

3. 交换机绑定消息队列，注意此处的 路由键 Routing key使用了通配符

  • *表示一个词.
  • #表示零个或多个词.

那我们如何区分几个字母为一个单词呢？

答案是通过”点分”的 routing_key 形式，比如两个单词是 *.demo hello.demo，

如果路由键为 demo.#, 那可以匹配demo. 开头的所有路由键。

4. 查看此时的交换机

在 Spring Boot 创建单元测试

发送消息

@Test
public void contextLoads() {
    //message 需要自己构造一个，定义消息体内容和消息体
    //rabbitTemplate.send(exchange,routingkey,message);
    Map map = new HashMap();
    map.put("key","topic 交换机");
    map.put("msg",true);
    // 对象被默认序列化后发送
    rabbitTemplate.convertAndSend("demo-topic","demo.hello",map);
}

接收消息

@Test
public void receive(){Object o = rabbitTemplate.receiveAndConvert("demo");
    System.out.println(o.getClass());
    System.out.println(o);
}

打印输出

class java.util.HashMap
{msg=true, key=topic 交换机}

6. 代码创建交换机与消息队列

1. 上面演示的是通过 RabbitMQ 网页后台创建，通过编程的方式也非常简单：

@Autowired
AmqpAdmin amqpAdmin;

/**
 * 代码创建交换机与消息队列并绑定
 */
@Test
public void createExChange(){new TopicExchange("topic.exChange");
      new FanoutExchange("fanout.exChange");
    amqpAdmin.declareExchange(new DirectExchange("amqp.exChange"));// 创建交换机（remove 为删除交换机）System.out.println("单播交换机创建完成");
    amqpAdmin.declareQueue(new Queue("amqp.queue",true)); // 创建消息队列
    amqpAdmin.declareBinding(new Binding("amqp.queue",
            Binding.DestinationType.QUEUE,"amqp.exChange","amqp.exChange",null));// 绑定
}

2. 登录后台查看，创建成功！

7. 监听消息队列

监听消息队列，当有消息发到消息队列，立马获取并操作。方法也很简单。

1. 开启基于注解的 Rabbit 模式

@EnableRabbit   // 开启基于注解的 Rabbit 模式
@SpringBootApplication
public class RabbitmqApplication {public static void main(String[] args) {SpringApplication.run(RabbitmqApplication.class, args);
    }
}

2.@RabbitListener 注解实现监听

注意此时你的消息队列已经有了 demo 和demo.news

@Service
public class BookService {@RabbitListener(queues = "demo")
    public void receive(Book book){System.out.println("收到消息："+ book);
    }

    @RabbitListener(queues = "demo.news")
    public void receiveMess(Message message){System.out.println("收到消息："+ message);
        System.out.println(message.getBody()); //getBody 返回的 byte[]字节数组
        System.out.println(message.getMessageProperties());
    }
}

然后我们在开启主程序时再运行测试用例：

测试用例

@Test
public void send() {Book book = new Book();
    book.setName("< 西游记 >");
    book.setAnthony("吴承恩");
    // 对象被默认序列化后发送
    rabbitTemplate.convertAndSend("demo-fanout","",book);
}

查看主控制台打印

收到消息：Book{name='< 西游记 >', anthony='吴承恩'}

测试用例

@Test
public void contextLoads() {
    //message 需要自己构造一个，定义消息体内容和消息体
    //rabbitTemplate.send(exchange,routingkey,message);
    Map map = new HashMap();
    map.put("key","topic 交换机");
    map.put("msg",true);
    // 对象被默认序列化后发送
    rabbitTemplate.convertAndSend("demo-topic","demo.hello",map);
}

查看主控制台打印

收到消息：(Body:'{"msg":true,"key":"topic 交换机 "}' MessageProperties [headers={__ContentTypeId__=java.lang.Object, __KeyTypeId__=java.lang.Object, __TypeId__=java.util.HashMap}, timestamp=null, messageId=null, userId=null, receivedUserId=null, appId=null, clusterId=null, type=null, correlationId=null, correlationIdString=null, replyTo=null, contentType=application/json, contentEncoding=UTF-8, contentLength=0, deliveryMode=null, receivedDeliveryMode=PERSISTENT, expiration=null, priority=0, redelivered=false, receivedExchange=demo-topic, receivedRoutingKey=demo.hello, receivedDelay=null, deliveryTag=1, messageCount=0, consumerTag=amq.ctag-KRZh2DyNETjEaGSH0JZ2dA, consumerQueue=demo.news])
[B@5332f99e
MessageProperties [headers={__ContentTypeId__=java.lang.Object, __KeyTypeId__=java.lang.Object, __TypeId__=java.util.HashMap}, timestamp=null, messageId=null, userId=null, receivedUserId=null, appId=null, clusterId=null, type=null, correlationId=null, correlationIdString=null, replyTo=null, contentType=application/json, contentEncoding=UTF-8, contentLength=0, deliveryMode=null, receivedDeliveryMode=PERSISTENT, expiration=null, priority=0, redelivered=false, receivedExchange=demo-topic, receivedRoutingKey=demo.hello, receivedDelay=null, deliveryTag=1, messageCount=0, consumerTag=amq.ctag-KRZh2DyNETjEaGSH0JZ2dA, consumerQueue=demo.news]

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