Spring Boot 10. 与消息

JMS、AMQP、RabbitMQ

一、概述

  1. 大多应用中，可通过消息服务中间件来提升系统异步通信、扩展解耦能力

  2. 消息服务中两个重要概念：
    消息代理（message broker 消息中间件的服务器）和目的地（destination）
    当消息发送者发送消息以后，将由消息代理接管，消息代理保证消息传递到指定目的地。

  3. 消息队列主要有两种形式的目的地
    队列（queue）：点对点消息通信（point-to-point）
    主题（topic）：发布（publish）/订阅（subscribe）消息通信

    • 异步处理
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    • 应用解耦
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    • 流量削峰
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  4. 点对点式：

    • 消息发送者发送消息，消息代理将其放入一个队列中，消息接收者从队列中获取消息内容，消息读取后被移出队列
    • 消息只有唯一的发送者和接受者，但并不是说只能有一个接收者

  5. 发布订阅式：

    • 发送者（发布者）发送消息到主题，多个接收者（订阅者）监听（订阅）这个主题，那么就会在消息到达时同时收到消息

  6. JMS（Java Message Service）JAVA消息服务：

    • 基于JVM消息代理的规范。ActiveMQ、HornetMQ是JMS实现

  7. AMQP（Advanced Message Queuing Protocol）

    • 高级消息队列协议，也是一个消息代理的规范，兼容JMS
    • RabbitMQ是AMQP的实现
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  8. Spring支持

    • spring-jms提供了对JMS的支持
    • spring-rabbit提供了对AMQP的支持
    • 需要ConnectionFactory的实现来连接消息代理
    • 提供JmsTemplate、RabbitTemplate来发送消息
    • @JmsListener（JMS）、@RabbitListener（AMQP）注解在方法上监听消息代理发布的消息
    • @EnableJms、@EnableRabbit开启支持

  9. Spring Boot自动配置

    • JmsAutoConfiguration
    • RabbitAutoConfiguration

二、RabbitMQ 简介

  • RabbitMQ简介：
    RabbitMQ是一个由erlang开发的AMQP(Advanved Message Queue Protocol)的开源实现。

  • 核心概念
    Message
    消息，消息是不具名的，它由消息头和消息体组成。消息体是不透明的，而消息头则由一系列的可选属性组成，这些属性包括routing-key（路由键）、priority（相对于其他消息的优先权）、delivery-mode（指出该消息可能需要持久性存储）等。

  • Publisher
    消息的生产者，也是一个向交换器发布消息的客户端应用程序。

  • Exchange
    交换器，用来接收生产者发送的消息并将这些消息路由给服务器中的队列。
    Exchange有4种类型：direct(默认)，fanout, topic, 和headers，不同类型的Exchange转发消息的策略有所区别

  • Queue
    消息队列，用来保存消息直到发送给消费者。它是消息的容器，也是消息的终点。一个消息可投入一个或多个队列。消息一直在队列里面，等待消费者连接到这个队列将其取走。

  • Binding
    绑定，用于消息队列和交换器之间的关联。一个绑定就是基于路由键将交换器和消息队列连接起来的路由规则，所以可以将交换器理解成一个由绑定构成的路由表。
    Exchange 和Queue的绑定可以是多对多的关系。

  • Connection
    网络连接，比如一个TCP连接。

  • Channel
    信道，多路复用连接中的一条独立的双向数据流通道。信道是建立在真实的TCP连接内的虚拟连接，AMQP 命令都是通过信道发出去的，不管是发布消息、订阅队列还是接收消息，这些动作都是通过信道完成。因为对于操作系统来说建立和销毁 TCP 都是非常昂贵的开销，所以引入了信道的概念，以复用一条 TCP 连接。

  • Consumer
    消息的消费者，表示一个从消息队列中取得消息的客户端应用程序。

  • Virtual Host
    虚拟主机，表示一批交换器、消息队列和相关对象。虚拟主机是共享相同的身份认证和加密环境的独立服务器域。每个 vhost 本质上就是一个 mini 版的 RabbitMQ 服务器，拥有自己的队列、交换器、绑定和权限机制。vhost 是 AMQP 概念的基础，必须在连接时指定，RabbitMQ 默认的 vhost 是 / 。

  • Broker
    表示消息队列服务器实体
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三、RabbitMQ运行机制

  • AMQP 中的消息路由
    AMQP 中消息的路由过程和 Java 开发者熟悉的 JMS 存在一些差别，AMQP 中增加了 Exchange 和 Binding 的角色。生产者把消息发布到 Exchange 上，消息最终到达队列并被消费者接收，而 Binding 决定交换器的消息应该发送到那个队列。
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Exchange 类型

  • Exchange分发消息时根据类型的不同分发策略有区别，目前共四种类型：direct、fanout、topic、headers 。headers 匹配 AMQP 消息的 header 而不是路由键， headers 交换器和 direct 交换器完全一致，但性能差很多，目前几乎用不到了，所以直接看另外三种类型：

  • 消息中的路由键（routing key）如果和 Binding 中的 binding key 一致， 交换器就将消息发到对应的队列中。路由键与队列名完全匹配，如果一个队列绑定到交换机要求路由键为“dog”，则只转发 routing key 标记为“dog”的消息，不会转发“dog.puppy”，也不会转发“dog.guard”等等。它是完全匹配、单播的模式。
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  • 每个发到 fanout 类型交换器的消息都会分到所有绑定的队列上去。fanout 交换器不处理路由键，只是简单的将队列绑定到交换器上，每个发送到交换器的消息都会被转发到与该交换器绑定的所有队列上。很像子网广播，每台子网内的主机都获得了一份复制的消息。fanout 类型转发消息是最快的。
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  • topic 交换器通过模式匹配分配消息的路由键属性，将路由键和某个模式进行匹配，此时队列需要绑定到一个模式上。它将路由键和绑定键的字符串切分成单词，这些单词之间用点隔开。它同样也会识别两个通配符：符号“#”和符号“”。#匹配0个或多个单词，匹配一个单词。
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四、RabbitMQ整合

  1. docker 下载 rabbitmq
    docker images # 查看 docker下载的内容
docker pull rabbitmq:management # 下载官方的 带有web管理界面的
docker images # 查看 docker下载的内容
docker run -d -p 5672:5672 -p 15672:15672 --name myrabbitmq  image_id # 管理界面有两个端口：5672客户端访问rabbitmq的端口， 15672访问web界面的端口
docker ps # 查看运行中的容器
docker ps -a # 查看所有的容器
docker stop <CONTAINER ID>  # 停止某个容器
docker start  <CONTAINER ID> # 启动某个容器
docker rm  <CONTAINER ID> # 移除某个容器
  2. 创建账号密码授予权限
    • ip:15672 打开web界面
    • 默认只允许本机使用 guest/gutes(密码)
    • 参考
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      创建完回到admin管理界面点击新建的账户名称admin
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    • 使用 admin登录
  3. 创建交换机和队列
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    • 这里 name单词拼错了，如果你修改了下面的也要记得(-)。
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  4. 创建工程
    <!--父模块-->
<parent>
    <artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <version>1.5.10.RELEASE</version>
</parent>
<properties>
    <project.build.sourceEncoding>utf-8</project.build.sourceEncoding>
    <project.reporting.outputEncoding>utf-8</project.reporting.outputEncoding>
    <java.version>1.8</java.version>
</properties>
<dependencies>
    <!--引入web模块 spring-boot-starter :springboot场景启动器,帮我们导入了web模块正常运行所依赖的 jar包-->
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
    </dependency>
    <!--单元测试-->
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
    </dependency>
    <!--导入配置文件处理器,配置文件进行绑定就会有提示-->
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-configuration-processor</artifactId>
        <optional>true</optional>
    </dependency>
    <!--导入 rabbitmq的启动器-->
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-amqp</artifactId>
    </dependency>
</dependencies>

<!--这个插件,可用将应用打包成一个可执行的 jar包-->
<build>
    <plugins>
        <plugin>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-maven-plugin</artifactId>
        </plugin>
    </plugins>
</build>
  5. 自动配置原理
    • 自动配置类：org.springframework.boot.autoconfigure.amqp.RabbitAutoConfiguration
    • 有自动配置了连接工厂：CachingConnectionFactory rabbitConnectionFactory(RabbitProperties config)
    • RabbitProperties：封装了 rabbitmq的所有配置
    • RabbitTemplate：给 rabbitmq发送和接收消息的
    • AmqpAdmin：rabbitmq系统的管理功能的组件
      AmqpAdmin：创建和删除 Queue，Exchange，Binding
  6. application.properties 配置
    spring.rabbitmq.host=your id
spring.rabbitmq.username=your username 
spring.rabbitmq.password=your password
  7. 测试RabbitMQ
    • AmqpAdmin：管理组件
    • RabbitTemplate：消息发送处理组件

4.1 RabbitTemplate发送接收消息&序列化机制

发送消息

@RunWith(SpringRunner.class)
@SpringBootTest
public class SpringBoot10ApplicationTest {

    @Autowired
    RabbitTemplate rabbitTemplate;

    /**
     * 1. 单薄(点对点)
     */
    @Test
    public void testRabbitMqSend() {
        // Message 需要自己构造一个；定义消息内容和消息头
        // send(String exchange, String routingKey, Message message)

        // object 默认当成消息体，只需要传入要发送的对象，自动序列化发送给 rabbitmq
        // convertAndSend(String exchange, String routingKey, Object object)
        Map<String, Object> param = new HashMap<>();
        param.put("msg", "这是第一个消息");
        param.put("data", Arrays.asList("hello word", 123, false));

        // 对象被默认序列化以后发送出去
        /*
         * RabbitTemplate RabbitTemplate 类中可以看到
         * 默认使用的是 this.messageConverter = new SimpleMessageConverter();
         * */
        // 如何将数据自动的转为 json发送出去==>使用自定义的 MessageConverter
        rabbitTemplate.convertAndSend("exchange.direct", "atguigu.news", param);
    }
}

此时发送的消息默认使用的是 jdk序列化的方法
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接收数据

    //接收数据，
    @Test
    public void testReceive() {
        // 也可以使用
        // Message receive = rabbitTemplate.receive(String queueName);
        Object result = rabbitTemplate.receiveAndConvert("atguigu.news");
        System.out.println(result.getClass());// class java.util.HashMap
        System.out.println(result);// {msg=这是第一个消息, data=[hello word, 123, false]}
    }

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将数据转为json发送出去

  • 我们需要定义 MessageConverter
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@Configuration
public class MyAMRPConfig {

    //org.springframework.amqp.support.converter.MessageConverter;
    @Bean
    public MessageConverter messageConverter() {
        return new Jackson2JsonMessageConverter();
    }
}

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使用json序列化也是可以获取的

  • 此时我们创建 Book类查看它是否也可以序列化
public class Book {
    private String bookName;
    private String author;
//set get 无参 有参 tostring 省略
}

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发送广播消息

    /**
     * 广播 fanout
     */
    @Test
    public void testBroadcastSend() {
        // 这里写错了，在创建的时候写错了，应该写成：exchange.fanout
        rabbitTemplate.convertAndSend("exchange.fancut", "", new Book("《进击的巨人》", "谏山创"));
    }

4.2 监听消息队列

  • 使用注解 @EnableRabbit + @RabbitListener 监听消息队列的内容
  • 我们需要在启动类上加 @EnableRabbit注解
@Service
public class BookService {

    //想要 rabbitMq的注解起作用，一定要开启基于注解模式
    @RabbitListener(queues = "atguigu.news")
    public void receive(Book book) {
        System.out.println("接收到消息:" + book);
    }

    @RabbitListener(queues = "atguigu")
    public void receive2(Message message) {
        System.out.println(message.getBody());
        System.out.println(message.getMessageProperties());
    }
}

如果启动的时候报错，有可能是 Queues有消息，可以把它消费掉。然后使用测试的方法进行重新发送。

4.3 AmqpAdmin 组件使用

    @Autowired
    AmqpAdmin amqpAdmin;

    @Test
    public void createExchage() {
        // 创建交换器
//        amqpAdmin.declareExchange(new DirectExchange("amqpadmin.exchange"));
        // 创建队列
//        amqpAdmin.declareQueue(new Queue("amqpadmin.queue", true));
        // 创建绑定规则
        amqpAdmin.declareBinding(
                new Binding(
                        "amqpadmin.queue",
                        Binding.DestinationType.QUEUE,
                        "amqpadmin.exchange",
                        "amqp.haha",
                        null));
        // 也有删除，交换器，队列，绑定规则
    }

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