微服务项目之电商--23.RabbitMQ及五种消息模型及演示demo

你的名字 2021-10-18 19:44 376阅读 0赞

**目录**

1.RabbitMQ

1.2.消息队列（MQ）

1.2.1.什么是消息队列

1.2.2.AMQP和JMS

1.2.3.常见MQ产品

1.2.4.RabbitMQ

1.3.下载和安装

1.3.1.下载

1.3.2.安装

2.五种消息模型

2.1.基本消息模型

2.1.1.生产者发送消息

2.1.2.管理工具中查看消息

2.1.3.消费者获取消息

2.1.4.消息确认机制（ACK）

2.2.work消息模型

2.2.1.生产者

2.2.2.消费者1

2.2.3.消费者2

2.2.4.能者多劳

2.3.订阅模型分类

2.4.订阅模型-Fanout

2.4.1.生产者

2.4.2.消费者1

2.4.3.消费者2

2.4.4.测试

2.5.订阅模型-Direct

2.5.1.生产者

2.5.2.消费者1

2.5.3.消费者2

2.5.4.测试

2.6.订阅模型-Topic

2.7.持久化

2.7.1.交换机持久化

2.7.2.队列持久化

2.7.3.消息持久化

--------------------

# 1.RabbitMQ #

目前我们已经完成了商品详情和搜索系统的开发。我们思考一下，是否存在问题？

*  商品的原始数据保存在数据库中，增删改查都在数据库中完成。
 *  搜索服务数据来源是索引库，如果数据库商品发生变化，索引库数据不能及时更新。
 *  商品详情做了页面静态化，静态页面数据也不会随着数据库商品发生变化。

如果我们在后台修改了商品的价格，搜索页面和商品详情页显示的依然是旧的价格，这样显然不对。该如何解决？

这里有两种解决方案：

*  方案1：每当后台对商品做增删改操作，同时要修改索引库数据及静态页面
 *  方案2：搜索服务和商品页面服务对外提供操作接口，后台在商品增删改后，调用接口

以上两种方式都有同一个严重问题：就是代码耦合，后台服务中需要嵌入搜索和商品页面服务，违背了微服务的`独立`原则。

所以，我们会通过另外一种方式来解决这个问题：消息队列

## 1.2.消息队列（MQ） ##

### 1.2.1.什么是消息队列 ###

消息队列，即MQ，Message Queue。

![20190813065417937.png][]

消息队列是典型的：生产者、消费者模型。生产者不断向消息队列中生产消息，消费者不断的从队列中获取消息。因为消息的生产和消费都是异步的，而且只关心消息的发送和接收，没有业务逻辑的侵入，这样就实现了生产者和消费者的解耦。

结合前面所说的问题：

*  商品服务对商品增删改以后，无需去操作索引库或静态页面，只是发送一条消息，也不关心消息被谁接收。
 *  搜索服务和静态页面服务接收消息，分别去处理索引库和静态页面。

如果以后有其它系统也依赖商品服务的数据，同样监听消息即可，商品服务无需任何代码修改。

### 1.2.2.AMQP和JMS ###

MQ是消息通信的模型，并不是具体实现。现在实现MQ的有两种主流方式：AMQP、JMS。

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM3OTA5NTA4_size_16_color_FFFFFF_t_70][]

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM3OTA5NTA4_size_16_color_FFFFFF_t_70 1][]

两者间的区别和联系：

*  JMS是定义了统一的接口，来对消息操作进行统一；AMQP是通过规定协议来统一数据交互的格式
 *  JMS限定了必须使用Java语言；AMQP只是协议，不规定实现方式，因此是跨语言的。
 *  JMS规定了两种消息模型；而AMQP的消息模型更加丰富

### 1.2.3.常见MQ产品 ###

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM3OTA5NTA4_size_16_color_FFFFFF_t_70 2][]

*  ActiveMQ：基于JMS
 *  RabbitMQ：基于AMQP协议，erlang语言开发，稳定性好
 *  RocketMQ：基于JMS，阿里巴巴产品，目前交由Apache基金会
 *  Kafka：分布式消息系统，高吞吐量

### 1.2.4.RabbitMQ ###

RabbitMQ是基于AMQP的一款消息管理系统

官网： [http://www.rabbitmq.com/][http_www.rabbitmq.com]

官方教程：[http://www.rabbitmq.com/getstarted.html][http_www.rabbitmq.com_getstarted.html]

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM3OTA5NTA4_size_16_color_FFFFFF_t_70 3][]

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM3OTA5NTA4_size_16_color_FFFFFF_t_70 4][]

## 1.3.下载和安装 ##

### 1.3.1.下载 ###

官网下载地址：[http://www.rabbitmq.com/download.html][http_www.rabbitmq.com_download.html]

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM3OTA5NTA4_size_16_color_FFFFFF_t_70 5][]

目前最新版本是：3.7.5

我们使用的是：3.4.1版本

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM3OTA5NTA4_size_16_color_FFFFFF_t_70 6][]

### 1.3.2.安装 ###

![20190813065747567.png][]

# 2.五种消息模型 #

RabbitMQ提供了6种消息模型，但是第6种其实是RPC，并不是MQ，因此不予学习。那么也就剩下5种。

但是其实3、4、5这三种都属于订阅模型，只不过进行路由的方式不同。

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM3OTA5NTA4_size_16_color_FFFFFF_t_70 7][]

我们通过一个demo工程来了解下RabbitMQ的工作方式：

导入工程：

![2019081306592524.png][]

导入后：

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM3OTA5NTA4_size_16_color_FFFFFF_t_70 8][]

依赖：

<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
    	xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
    	<modelVersion>4.0.0</modelVersion>
    	<groupId>cn.itcast.rabbitmq</groupId>
    	<artifactId>itcast-rabbitmq</artifactId>
    	<version>0.0.1-SNAPSHOT</version>
    	<parent>
    		<groupId>org.springframework.boot</groupId>
    		<artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
    		<version>2.0.2.RELEASE</version>
    	</parent>
    	<properties>
    		<java.version>1.8</java.version>
    	</properties>
    	<dependencies>
    		<dependency>
    			<groupId>org.apache.commons</groupId>
    			<artifactId>commons-lang3</artifactId>
    			<version>3.3.2</version>
    		</dependency>
    		<dependency>
    			<groupId>org.springframework.boot</groupId>
    			<artifactId>spring-boot-starter-amqp</artifactId>
    		</dependency>
    		<dependency>
    			<groupId>org.springframework.boot</groupId>
    			<artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
    		</dependency>
    	</dependencies>
    </project>

我们抽取一个建立RabbitMQ连接的工具类，方便其他程序获取连接：

public class ConnectionUtil {
        /**
         * 建立与RabbitMQ的连接
         * @return
         * @throws Exception
         */
        public static Connection getConnection() throws Exception {
            //定义连接工厂
            ConnectionFactory factory = new ConnectionFactory();
            //设置服务地址
            factory.setHost("192.168.56.101");
            //端口
            factory.setPort(5672);
            //设置账号信息，用户名、密码、vhost
            factory.setVirtualHost("/leyou");
            factory.setUsername("leyou");
            factory.setPassword("leyou");
            // 通过工程获取连接
            Connection connection = factory.newConnection();
            return connection;
        }
    }

## 2.1.基本消息模型 ##

官方介绍：

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM3OTA5NTA4_size_16_color_FFFFFF_t_70 9][]

RabbitMQ是一个消息代理：它接受和转发消息。 你可以把它想象成一个邮局：当你把邮件放在邮箱里时，你可以确定邮差先生最终会把邮件发送给你的收件人。 在这个比喻中，RabbitMQ是邮政信箱，邮局和邮递员。

RabbitMQ与邮局的主要区别是它不处理纸张，而是接受，存储和转发数据消息的二进制数据块。

![20190813070038444.png][]

P（producer/ publisher）：生产者，一个发送消息的用户应用程序。

C（consumer）：消费者，消费和接收有类似的意思，消费者是一个主要用来等待接收消息的用户应用程序

队列（红色区域）：rabbitmq内部类似于邮箱的一个概念。虽然消息流经rabbitmq和你的应用程序，但是它们只能存储在队列中。队列只受主机的内存和磁盘限制，实质上是一个大的消息缓冲区。许多生产者可以发送消息到一个队列，许多消费者可以尝试从一个队列接收数据。

总之：

生产者将消息发送到队列，消费者从队列中获取消息，队列是存储消息的缓冲区。

我们将用Java编写两个程序;发送单个消息的生产者，以及接收消息并将其打印出来的消费者。我们将详细介绍Java API中的一些细节，这是一个消息传递的“Hello World”。

我们将调用我们的消息发布者（发送者）Send和我们的消息消费者（接收者）Recv。发布者将连接到RabbitMQ，发送一条消息，然后退出。

### 2.1.1.生产者发送消息 ###

public class Send {
    
        private final static String QUEUE_NAME = "simple_queue";
    
        public static void main(String[] argv) throws Exception {
            // 获取到连接以及mq通道
            Connection connection = ConnectionUtil.getConnection();
            // 从连接中创建通道，这是完成大部分API的地方。
            Channel channel = connection.createChannel();
    
            // 声明（创建）队列，必须声明队列才能够发送消息，我们可以把消息发送到队列中。
            // 声明一个队列是幂等的 - 只有当它不存在时才会被创建
            channel.queueDeclare(QUEUE_NAME, false, false, false, null);
    
            // 消息内容
            String message = "Hello World!";
            channel.basicPublish("", QUEUE_NAME, null, message.getBytes());
            System.out.println(" [x] Sent '" + message + "'");
    
            //关闭通道和连接
            channel.close();
            connection.close();
        }
    }

控制台：

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM3OTA5NTA4_size_16_color_FFFFFF_t_70 10][]

### 2.1.2.管理工具中查看消息 ###

进入队列页面，可以看到新建了一个队列：simple\_queue

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM3OTA5NTA4_size_16_color_FFFFFF_t_70 11][]

点击队列名称，进入详情页，可以查看消息：

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM3OTA5NTA4_size_16_color_FFFFFF_t_70 12][]

在控制台查看消息并不会将消息消费，所以消息还在。

### 2.1.3.消费者获取消息 ###

public class Recv {
        private final static String QUEUE_NAME = "simple_queue";
    
        public static void main(String[] argv) throws Exception {
            // 获取到连接
            Connection connection = ConnectionUtil.getConnection();
            // 创建通道
            Channel channel = connection.createChannel();
            // 声明队列
            channel.queueDeclare(QUEUE_NAME, false, false, false, null);
            // 定义队列的消费者
            DefaultConsumer consumer = new DefaultConsumer(channel) {
                // 获取消息，并且处理，这个方法类似事件监听，如果有消息的时候，会被自动调用
                @Override
                public void handleDelivery(String consumerTag, Envelope envelope, BasicProperties properties,
                        byte[] body) throws IOException {
                    // body 即消息体
                    String msg = new String(body);
                    System.out.println(" [x] received : " + msg + "!");
                }
            };
            // 监听队列，第二个参数：是否自动进行消息确认。
            channel.basicConsume(QUEUE_NAME, true, consumer);
        }
    }

控制台：

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM3OTA5NTA4_size_16_color_FFFFFF_t_70 13][]

这个时候，队列中的消息就没了：

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM3OTA5NTA4_size_16_color_FFFFFF_t_70 14][]

我们发现，消费者已经获取了消息，但是程序没有停止，一直在监听队列中是否有新的消息。一旦有新的消息进入队列，就会立即打印.

### 2.1.4.消息确认机制（ACK） ###

通过刚才的案例可以看出，消息一旦被消费者接收，队列中的消息就会被删除。

那么问题来了：RabbitMQ怎么知道消息被接收了呢？

如果消费者领取消息后，还没执行操作就挂掉了呢？或者抛出了异常？消息消费失败，但是RabbitMQ无从得知，这样消息就丢失了！

因此，RabbitMQ有一个ACK机制。当消费者获取消息后，会向RabbitMQ发送回执ACK，告知消息已经被接收。不过这种回执ACK分两种情况：

*  自动ACK：消息一旦被接收，消费者自动发送ACK
 *  手动ACK：消息接收后，不会发送ACK，需要手动调用

大家觉得哪种更好呢？

这需要看消息的重要性：

*  如果消息不太重要，丢失也没有影响，那么自动ACK会比较方便
 *  如果消息非常重要，不容丢失。那么最好在消费完成后手动ACK，否则接收消息后就自动ACK，RabbitMQ就会把消息从队列中删除。如果此时消费者宕机，那么消息就丢失了。

我们之前的测试都是自动ACK的，如果要手动ACK，需要改动我们的代码：

public class Recv2 {
        private final static String QUEUE_NAME = "simple_queue";
    
        public static void main(String[] argv) throws Exception {
            // 获取到连接
            Connection connection = ConnectionUtil.getConnection();
            // 创建通道
            final Channel channel = connection.createChannel();
            // 声明队列
            channel.queueDeclare(QUEUE_NAME, false, false, false, null);
            // 定义队列的消费者
            DefaultConsumer consumer = new DefaultConsumer(channel) {
                // 获取消息，并且处理，这个方法类似事件监听，如果有消息的时候，会被自动调用
                @Override
                public void handleDelivery(String consumerTag, Envelope envelope, BasicProperties properties,
                        byte[] body) throws IOException {
                    // body 即消息体
                    String msg = new String(body);
                    System.out.println(" [x] received : " + msg + "!");
                    // 手动进行ACK
                    channel.basicAck(envelope.getDeliveryTag(), false);
                }
            };
            // 监听队列，第二个参数false，手动进行ACK
            channel.basicConsume(QUEUE_NAME, false, consumer);
        }
    }

注意到最后一行代码：

channel.basicConsume(QUEUE_NAME, false, consumer);

如果第二个参数为true，则会自动进行ACK；如果为false，则需要手动ACK。方法的声明：

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM3OTA5NTA4_size_16_color_FFFFFF_t_70 15][]

2.1.4.1.自动ACK存在的问题

修改消费者，添加异常，如下：

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM3OTA5NTA4_size_16_color_FFFFFF_t_70 16][]

生产者不做任何修改，直接运行，消息发送成功：

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM3OTA5NTA4_size_16_color_FFFFFF_t_70 17][]

运行消费者，程序抛出异常。但是消息依然被消费：

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM3OTA5NTA4_size_16_color_FFFFFF_t_70 18][]

管理界面：

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM3OTA5NTA4_size_16_color_FFFFFF_t_70 19][]

2.1.4.2.演示手动ACK

修改消费者，把自动改成手动（去掉之前制造的异常）

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM3OTA5NTA4_size_16_color_FFFFFF_t_70 20][]

生产者不变，再次运行：

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM3OTA5NTA4_size_16_color_FFFFFF_t_70 21][]

运行消费者

![20190813070822458.png][]

但是，查看管理界面，发现： ![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM3OTA5NTA4_size_16_color_FFFFFF_t_70 22][]

停掉消费者的程序，发现：

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM3OTA5NTA4_size_16_color_FFFFFF_t_70 23][]

这是因为虽然我们设置了手动ACK，但是代码中并没有进行消息确认！所以消息并未被真正消费掉。

当我们关掉这个消费者，消息的状态再次称为Ready

修改代码手动ACK：

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM3OTA5NTA4_size_16_color_FFFFFF_t_70 24][]

执行：

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM3OTA5NTA4_size_16_color_FFFFFF_t_70 25][]

消息消费成功！

## 2.2.work消息模型 ##

工作队列或者竞争消费者模式

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM3OTA5NTA4_size_16_color_FFFFFF_t_70 26][]

在第一篇教程中，我们编写了一个程序，从一个命名队列中发送并接受消息。在这里，我们将创建一个工作队列，在多个工作者之间分配耗时任务。

工作队列，又称任务队列。主要思想就是避免执行资源密集型任务时，必须等待它执行完成。相反我们稍后完成任务，我们将任务封装为消息并将其发送到队列。 在后台运行的工作进程将获取任务并最终执行作业。当你运行许多工人时，任务将在他们之间共享，但是一个消息只能被一个消费者获取。

这个概念在Web应用程序中特别有用，因为在短的HTTP请求窗口中无法处理复杂的任务。

接下来我们来模拟这个流程：

P：生产者：任务的发布者

C1：消费者，领取任务并且完成任务，假设完成速度较快

C2：消费者2：领取任务并完成任务，假设完成速度慢

面试题：避免消息堆积？

1） 采用workqueue，多个消费者监听同一队列。

2）接收到消息以后，而是通过线程池，异步消费。

### 2.2.1.生产者 ###

生产者与案例1中的几乎一样：

public class Send {
        private final static String QUEUE_NAME = "test_work_queue";
    
        public static void main(String[] argv) throws Exception {
            // 获取到连接
            Connection connection = ConnectionUtil.getConnection();
            // 获取通道
            Channel channel = connection.createChannel();
            // 声明队列
            channel.queueDeclare(QUEUE_NAME, false, false, false, null);
            // 循环发布任务
            for (int i = 0; i < 50; i++) {
                // 消息内容
                String message = "task .. " + i;
                channel.basicPublish("", QUEUE_NAME, null, message.getBytes());
                System.out.println(" [x] Sent '" + message + "'");
    
                Thread.sleep(i * 2);
            }
            // 关闭通道和连接
            channel.close();
            connection.close();
        }
    }

不过这里我们是循环发送50条消息。

### 2.2.2.消费者1 ###

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM3OTA5NTA4_size_16_color_FFFFFF_t_70 27][]

### 2.2.3.消费者2 ###

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM3OTA5NTA4_size_16_color_FFFFFF_t_70 28][]

与消费者1基本类似，就是没有设置消费耗时时间。

这里是模拟有些消费者快，有些比较慢。

接下来，两个消费者一同启动，然后发送50条消息：

![20190813093329203.png][]

可以发现，两个消费者各自消费了25条消息，而且各不相同，这就实现了任务的分发。

### 2.2.4.能者多劳 ###

刚才的实现有问题吗？

*  消费者1比消费者2的效率要低，一次任务的耗时较长
 *  然而两人最终消费的消息数量是一样的
 *  消费者2大量时间处于空闲状态，消费者1一直忙碌

现在的状态属于是把任务平均分配，正确的做法应该是消费越快的人，消费的越多。

怎么实现呢？

我们可以使用basicQos方法和prefetchCount = 1设置。 这告诉RabbitMQ一次不要向工作人员发送多于一条消息。 或者换句话说，不要向工作人员发送新消息，直到它处理并确认了前一个消息。 相反，它会将其分派给不是仍然忙碌的下一个工作人员。

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM3OTA5NTA4_size_16_color_FFFFFF_t_70 29][]

再次测试：

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM3OTA5NTA4_size_16_color_FFFFFF_t_70 30][]

## 2.3.订阅模型分类 ##

在之前的模式中，我们创建了一个工作队列。 工作队列背后的假设是：每个任务只被传递给一个工作人员。 在这一部分，我们将做一些完全不同的事情 - 我们将会传递一个信息给多个消费者。 这种模式被称为“发布/订阅”。

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM3OTA5NTA4_size_16_color_FFFFFF_t_70 31][]

解读：

1、1个生产者，多个消费者

2、每一个消费者都有自己的一个队列

3、生产者没有将消息直接发送到队列，而是发送到了交换机

4、每个队列都要绑定到交换机

5、生产者发送的消息，经过交换机到达队列，实现一个消息被多个消费者获取的目的

X（Exchanges）：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。

Exchange类型有以下几种：

Fanout：广播，将消息交给所有绑定到交换机的队列

Direct：定向，把消息交给符合指定routing key 的队列

Topic：通配符，把消息交给符合routing pattern（路由模式） 的队列

我们这里先学习

Fanout：即广播模式

**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！

## 2.4.订阅模型-Fanout ##

Fanout，也称为广播。

![20190813094809407.png][]

*  1） 可以有多个消费者
 *  2） 每个**消费者有自己的queue**（队列）
 *  3） 每个**队列都要绑定到Exchange**（交换机）
 *  4） **生产者发送的消息，只能发送到交换机**，交换机来决定要发给哪个队列，生产者无法决定。
 *  5） 交换机把消息发送给绑定过的所有队列
 *  6） 队列的消费者都能拿到消息。实现一条消息被多个消费者消费

### 2.4.1.生产者 ###

两个变化：

*  1） 声明Exchange，不再声明Queue
 *  2） 发送消息到Exchange，不再发送到Queue

public class Send {
    
        private final static String EXCHANGE_NAME = "fanout_exchange_test";
    
        public static void main(String[] argv) throws Exception {
            // 获取到连接
            Connection connection = ConnectionUtil.getConnection();
            // 获取通道
            Channel channel = connection.createChannel();
            
            // 声明exchange，指定类型为fanout
            channel.exchangeDeclare(EXCHANGE_NAME, "fanout");
            
            // 消息内容
            String message = "Hello everyone";
            // 发布消息到Exchange
            channel.basicPublish(EXCHANGE_NAME, "", null, message.getBytes());
            System.out.println(" [生产者] Sent '" + message + "'");
    
            channel.close();
            connection.close();
        }
    }

### 2.4.2.消费者1 ###

public class Recv {
        private final static String QUEUE_NAME = "fanout_exchange_queue_1";
    
        private final static String EXCHANGE_NAME = "fanout_exchange_test";
    
        public static void main(String[] argv) throws Exception {
            // 获取到连接
            Connection connection = ConnectionUtil.getConnection();
            // 获取通道
            Channel channel = connection.createChannel();
            // 声明队列
            channel.queueDeclare(QUEUE_NAME, false, false, false, null);
    
            // 绑定队列到交换机
            channel.queueBind(QUEUE_NAME, EXCHANGE_NAME, "");
    
            // 定义队列的消费者
            DefaultConsumer consumer = new DefaultConsumer(channel) {
                // 获取消息，并且处理，这个方法类似事件监听，如果有消息的时候，会被自动调用
                @Override
                public void handleDelivery(String consumerTag, Envelope envelope, BasicProperties properties,
                        byte[] body) throws IOException {
                    // body 即消息体
                    String msg = new String(body);
                    System.out.println(" [消费者1] received : " + msg + "!");
                }
            };
            // 监听队列，自动返回完成
            channel.basicConsume(QUEUE_NAME, true, consumer);
        }
    }

要注意代码中：**队列需要和交换机绑定**

### 2.4.3.消费者2 ###

public class Recv2 {
        private final static String QUEUE_NAME = "fanout_exchange_queue_2";
    
        private final static String EXCHANGE_NAME = "fanout_exchange_test";
    
        public static void main(String[] argv) throws Exception {
            // 获取到连接
            Connection connection = ConnectionUtil.getConnection();
            // 获取通道
            Channel channel = connection.createChannel();
            // 声明队列
            channel.queueDeclare(QUEUE_NAME, false, false, false, null);
    
            // 绑定队列到交换机
            channel.queueBind(QUEUE_NAME, EXCHANGE_NAME, "");
            
            // 定义队列的消费者
            DefaultConsumer consumer = new DefaultConsumer(channel) {
                // 获取消息，并且处理，这个方法类似事件监听，如果有消息的时候，会被自动调用
                @Override
                public void handleDelivery(String consumerTag, Envelope envelope, BasicProperties properties,
                        byte[] body) throws IOException {
                    // body 即消息体
                    String msg = new String(body);
                    System.out.println(" [消费者2] received : " + msg + "!");
                }
            };
            // 监听队列，手动返回完成
            channel.basicConsume(QUEUE_NAME, true, consumer);
        }
    }

### 2.4.4.测试 ###

我们运行两个消费者，然后发送1条消息：

![20190813103632997.png][]

![20190813103642931.png][]

## 2.5.订阅模型-Direct ##

有选择性的接收消息

在订阅模式中，生产者发布消息，所有消费者都可以获取所有消息。

在路由模式中，我们将添加一个功能 - 我们将只能订阅一部分消息。 例如，我们只能将重要的错误消息引导到日志文件（以节省磁盘空间），同时仍然能够在控制台上打印所有日志消息。

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routing key。

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM3OTA5NTA4_size_16_color_FFFFFF_t_70 32][]

P：生产者，向Exchange发送消息，发送消息时，会指定一个routing key。

X：Exchange（交换机），接收生产者的消息，然后把消息递交给 与routing key完全匹配的队列

C1：消费者，其所在队列指定了需要routing key 为 error 的消息

C2：消费者，其所在队列指定了需要routing key 为 info、error、warning 的消息

### 2.5.1.生产者 ###

此处我们模拟商品的增删改，发送消息的RoutingKey分别是：insert、update、delete

public class Send {
        private final static String EXCHANGE_NAME = "direct_exchange_test";
    
        public static void main(String[] argv) throws Exception {
            // 获取到连接
            Connection connection = ConnectionUtil.getConnection();
            // 获取通道
            Channel channel = connection.createChannel();
            // 声明exchange，指定类型为direct
            channel.exchangeDeclare(EXCHANGE_NAME, "direct");
            // 消息内容
            String message = "商品新增了， id = 1001";
            // 发送消息，并且指定routing key 为：insert ,代表新增商品
            channel.basicPublish(EXCHANGE_NAME, "insert", null, message.getBytes());
            System.out.println(" [商品服务：] Sent '" + message + "'");
    
            channel.close();
            connection.close();
        }
    }

### 2.5.2.消费者1 ###

我们此处假设消费者1只接收两种类型的消息：更新商品和删除商品。

public class Recv {
        private final static String QUEUE_NAME = "direct_exchange_queue_1";
        private final static String EXCHANGE_NAME = "direct_exchange_test";
    
        public static void main(String[] argv) throws Exception {
            // 获取到连接
            Connection connection = ConnectionUtil.getConnection();
            // 获取通道
            Channel channel = connection.createChannel();
            // 声明队列
            channel.queueDeclare(QUEUE_NAME, false, false, false, null);
            
            // 绑定队列到交换机，同时指定需要订阅的routing key。假设此处需要update和delete消息
            channel.queueBind(QUEUE_NAME, EXCHANGE_NAME, "update");
            channel.queueBind(QUEUE_NAME, EXCHANGE_NAME, "delete");
    
            // 定义队列的消费者
            DefaultConsumer consumer = new DefaultConsumer(channel) {
                // 获取消息，并且处理，这个方法类似事件监听，如果有消息的时候，会被自动调用
                @Override
                public void handleDelivery(String consumerTag, Envelope envelope, BasicProperties properties,
                        byte[] body) throws IOException {
                    // body 即消息体
                    String msg = new String(body);
                    System.out.println(" [消费者1] received : " + msg + "!");
                }
            };
            // 监听队列，自动ACK
            channel.basicConsume(QUEUE_NAME, true, consumer);
        }
    }

### 2.5.3.消费者2 ###

我们此处假设消费者2接收所有类型的消息：新增商品，更新商品和删除商品。

public class Recv2 {
        private final static String QUEUE_NAME = "direct_exchange_queue_2";
        private final static String EXCHANGE_NAME = "direct_exchange_test";
    
        public static void main(String[] argv) throws Exception {
            // 获取到连接
            Connection connection = ConnectionUtil.getConnection();
            // 获取通道
            Channel channel = connection.createChannel();
            // 声明队列
            channel.queueDeclare(QUEUE_NAME, false, false, false, null);
            
            // 绑定队列到交换机，同时指定需要订阅的routing key。订阅 insert、update、delete
            channel.queueBind(QUEUE_NAME, EXCHANGE_NAME, "insert");
            channel.queueBind(QUEUE_NAME, EXCHANGE_NAME, "update");
            channel.queueBind(QUEUE_NAME, EXCHANGE_NAME, "delete");
    
            // 定义队列的消费者
            DefaultConsumer consumer = new DefaultConsumer(channel) {
                // 获取消息，并且处理，这个方法类似事件监听，如果有消息的时候，会被自动调用
                @Override
                public void handleDelivery(String consumerTag, Envelope envelope, BasicProperties properties,
                        byte[] body) throws IOException {
                    // body 即消息体
                    String msg = new String(body);
                    System.out.println(" [消费者2] received : " + msg + "!");
                }
            };
            // 监听队列，自动ACK
            channel.basicConsume(QUEUE_NAME, true, consumer);
        }
    }

### 2.5.4.测试 ###

我们分别发送增、删、改的RoutingKey，发现结果：

![20190813103757837.png][]

![20190813103806934.png][]

## 2.6.订阅模型-Topic ##

`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`Routing key` 的时候使用通配符！

`Routingkey` 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：

`audit.#`：能够匹配`audit.irs.corporate` 或者 `audit.irs`

`audit.*`：只能匹配`audit.irs`

![20190813103822278.png][]

在这个例子中，我们将发送所有描述动物的消息。消息将使用由三个字（两个点）组成的routing key发送。路由关键字中的第一个单词将描述速度，第二个颜色和第三个种类：“<speed>.<color>.<species>”。

我们创建了三个绑定：Q1绑定了绑定键“\* .orange.*”，Q2绑定了“*.\*.rabbit”和“lazy.＃”。

Q1匹配所有的橙色动物。

Q2匹配关于兔子以及懒惰动物的消息。

## 2.7.持久化 ##

如何避免消息丢失？

1） 消费者的ACK机制。可以防止消费者丢失消息。

2） 但是，如果在消费者消费之前，MQ就宕机了，消息就没了。

是可以将消息进行持久化呢？

要将消息持久化，前提是：队列、Exchange都持久化

### 2.7.1.交换机持久化 ###

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM3OTA5NTA4_size_16_color_FFFFFF_t_70 33][]

### 2.7.2.队列持久化 ###

![20190813104811361.png][]

### 2.7.3.消息持久化 ###

![20190813104825560.png][]

[20190813065417937.png]: /images/20211018/3dabcef1f0ee441aa1bf2de3f9b35ed4.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM3OTA5NTA4_size_16_color_FFFFFF_t_70]: /images/20211018/9b13e034e7aa48408f64ca92f13c9710.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM3OTA5NTA4_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]: /images/20211018/48f50acd449b4258b94dd7a05f864f78.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM3OTA5NTA4_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]: /images/20211018/c5747cfb854f494f9ab54058b960fe71.png
[http_www.rabbitmq.com]: http://www.rabbitmq.com/
[http_www.rabbitmq.com_getstarted.html]: http://www.rabbitmq.com/getstarted.html
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM3OTA5NTA4_size_16_color_FFFFFF_t_70 3]: /images/20211018/af841187c5e04949a1d0b7f430e910b8.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM3OTA5NTA4_size_16_color_FFFFFF_t_70 4]: /images/20211018/d9e194b55f2847e1810ceb8cbfd224d1.png
[http_www.rabbitmq.com_download.html]: http://www.rabbitmq.com/download.html
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM3OTA5NTA4_size_16_color_FFFFFF_t_70 5]: /images/20211018/09f055e72ecb4ffe97b790125b9b5d07.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM3OTA5NTA4_size_16_color_FFFFFF_t_70 6]: /images/20211018/0afbee29645e43e38bb6c540350cde89.png
[20190813065747567.png]: /images/20211018/133da6bec0fd4a0c9eee7ce2fbe0233f.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM3OTA5NTA4_size_16_color_FFFFFF_t_70 7]: /images/20211018/4ff24da9aae44f48aff28737fd1c882e.png
[2019081306592524.png]: /images/20211018/9e80db82077849f7946c491ec7ba1315.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM3OTA5NTA4_size_16_color_FFFFFF_t_70 8]: /images/20211018/7e25ffdd6a3f47e19fe03b947e5eb995.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM3OTA5NTA4_size_16_color_FFFFFF_t_70 9]: /images/20211018/c4fe7700bf5a4fac866cc18d333b9c01.png
[20190813070038444.png]: /images/20211018/7f143124aeb142cb878ac16e81e9ea8f.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM3OTA5NTA4_size_16_color_FFFFFF_t_70 10]: /images/20211018/4df43cffd1d140a192f66193a8d122ba.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM3OTA5NTA4_size_16_color_FFFFFF_t_70 11]: /images/20211018/70dd5b45535a415caed308eb079b0853.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM3OTA5NTA4_size_16_color_FFFFFF_t_70 12]: /images/20211018/587bd47a8c64420bbd9816292771537a.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM3OTA5NTA4_size_16_color_FFFFFF_t_70 13]: /images/20211018/21244d71d65346db889c5437ef857583.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM3OTA5NTA4_size_16_color_FFFFFF_t_70 14]: /images/20211018/c6804fd76ec843e4887fa83af2c5846c.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM3OTA5NTA4_size_16_color_FFFFFF_t_70 15]: /images/20211018/81cdb7405b7248f4af9a79bcd2bc8e87.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM3OTA5NTA4_size_16_color_FFFFFF_t_70 16]: /images/20211018/ee99bb73f9c54fee800bc73531738632.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM3OTA5NTA4_size_16_color_FFFFFF_t_70 17]: /images/20211018/9e0fae0a5d2a4127a14cc6f41c4f7e11.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM3OTA5NTA4_size_16_color_FFFFFF_t_70 18]: /images/20211018/43aaa489893142389ef1923698251296.png
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