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RabbitMQ 基础

news 2025/8/21 7:09:30

RabbitMQ是一种简单的消息队列，消息队列是什么？

消息队列也就是服务和进程之间相互异步通讯的方式，它的核心模型就是生产者将消息发送到队列，消费者然后从中获取并处理消息。所以关键的组件就在于生产者，消费者，队列，交换机。

异步处理：指的是生产者发送消息后无序等待消费者立即处理完成，继续执行其他任务，它的作用就在于缩短了响应的时间，提高了用户体验。

应用解耦：系统之间通过消息队列之间进行通讯，而不是直接调用API，使得各个服务之间的耦合性大大降低，同时也提高了系统的维护和扩展。

流量削峰：当系统面临高并发的时候，将请求放入消息队列，消费者按照自身的能力从队列中获取消息进行处理，避免了后端系统在瞬间高峰压力在崩溃，平衡系统负载。

Rabbit MQ的核心特点就在于，可靠性，防止信息的丢失和信息的正确处理，以及灵活的路由，通过交换机和绑定，使信息能够正常的进行消费。

RabbitMQ它默认的访问地址：http://localhost:15672

Rabbit MQ核心组件

生产者：消息的发送者。

消费者：接收并处理消息的程序

队列：存储信息的缓冲区。

交换机：接收生产者消息并路由到队列

绑定：交换机与队列之间的关联关系

连接：生产者/消费者与RabbitMQ服务器之间的TCP连接

信道：连接内部创建的虚拟连接，用于消息传递。

各个组件之间的关系：

  1. 生产者通过信道连接到交换机，发送消息

  2. 交换机根据路由规则（通过绑定关系）将消息路由到一个或多个队列

  3. 消费者通过信道连接到队列，接收并处理消息

  4. 所有通信都在 TCP 连接的基础上进行，一个连接可以包含多个信道

AMQP 三层协议结构

想象一下邮局系统：

  1. 你想寄信（发消息）： 你就是 生产者。

  2. 邮局（AMQP系统）： 这就是负责帮你可靠地传递信件（消息）的基础设施。AMQP 就是规定邮局如何运作的一套标准规则。

  3. 信箱（队列）： 信件不是直接送到收件人手里的，而是先放到邮局的特定信箱里。这个信箱就是 队列。队列是消息暂时存放的地方。

  4. 收信人（处理消息的程序）： 最终会去信箱取信并处理的人（或程序），就是 消费者。

  5. 邮局工作人员和分拣规则（交换机和绑定）： 邮局不是简单地把所有信都塞进一个信箱。它有个“分拣中心”（交换机）。你寄信时要写明地址（路由键）。分拣中心根据一套规则（绑定）决定这封信应该投递到哪个具体的信箱（队列）里。比如，规则可能是“所有寄往北京的信用放到‘北京信箱’里”。

    AMQP 的核心就是这套标准化的“邮局工作流程”：

    • 标准化： 它规定了一个通用的方式，让不同的程序（可能是用不同语言写的，运行在不同的电脑上）能可靠地收发消息。就像邮局规定了信封怎么写、邮票怎么贴，大家才能互相寄信。

    • 可靠性： AMQP 设计时就考虑了消息不能丢。就像邮局会给你挂号信回执，消息发送者能知道消息是否成功被邮局（队列）接收；消费者处理完消息后也会给邮局回执，邮局才把信从信箱里拿走（避免消息没处理完就丢了）。

    • 解耦： 发信的人（生产者）只管把信扔给邮局，完全不用关心谁（消费者）会取信、什么时候取信。取信的人（消费者）也只需要去自己的信箱拿信，不用关心是谁寄来的。两边互不干扰，系统更灵活、更好维护。

    • 灵活路由： 通过交换机和绑定规则，可以非常灵活地把消息分发到不同的队列。比如：

      • 所有消息都复制一份发到每个队列（广播）。

      • 根据消息的类型（路由键）发到特定队列（比如“订单消息”发到订单处理队列，“支付消息”发到支付队列）。

      • 根据复杂的规则匹配发送。

AMQP 就是一个通用的、可靠的“消息邮局”工作标准。 它定义了程序之间如何通过“寄信”（发送消息）到“信箱”（队列），再由其他程序“取信”（消费消息）来进行异步通信的一套规则。它的核心目标是让不同的软件组件能可靠地、灵活地互相传递信息，并且彼此之间不需要直接联系（解耦）。

你可以把 RabbitMQ 想象成一个按照 AMQP 这套标准规则建立起来的、功能非常强大的具体邮局。

要想使用AMQP需要先引入关键依赖

 <dependencies><dependency><groupId>org.projectlombok</groupId><artifactId>lombok</artifactId></dependency><!--AMQP依赖，包含RabbitMQ--><dependency><groupId>org.springframework.boot</groupId><artifactId>spring-boot-starter-amqp</artifactId></dependency><!--单元测试--><dependency><groupId>org.springframework.boot</groupId><artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId></dependency></dependencies>

添加新的队列之后就可以进行简单的绑定和发送，在进行绑定之前需要先进行简单的配置：

spring:rabbitmq:host: 127.0.0.1port: 15672username: guestpassword: guest

然后就可以进行简单编写测试类：

当我们发送之后就可以看到队列处有信息：

这就代表着我们消息发送成功

注意，消息的接收方也需要进行Rabbit MQ的简单配置，事实上，要进行消息的发送只需要指定队列，和发送的信息，而接听消息只要指定队列就可以，实现自动的监听，抵达控制台打印。

Work Queues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。

根据前面简单队列的设置，我们可以模拟一直发送测试方法:

/*** workQueue* 向队列中不停发送消息，模拟消息堆积。*/
@Test
public void testWorkQueue() throws InterruptedException {// 队列名称String queueName = "simple.queue";// 消息String message = "hello, message_";for (int i = 0; i < 50; i++) {// 发送消息，每20毫秒发送一次，相当于每秒发送50条消息rabbitTemplate.convertAndSend(queueName, message + i);Thread.sleep(20);}
}

对于消息的接收方，我们可以添加多个监听者实现：

@RabbitListener(queues = "work.queue")
public void listenWorkQueue1(String msg) throws InterruptedException {System.out.println("消费者1接收到消息：【" + msg + "】" + LocalTime.now());Thread.sleep(20);
}
​
@RabbitListener(queues = "work.queue")
public void listenWorkQueue2(String msg) throws InterruptedException {System.err.println("消费者2........接收到消息：【" + msg + "】" + LocalTime.now());Thread.sleep(200);
}

我们同样启动监听者就可以实现这个消息的发送。

同样这样的方法虽然实现，但是有一个问题，就是当我们的消费者的处理能力良莠不齐的时候，就有可能出现，两个监听者对消息进行的处理相同，但是一个处理的非常快，同等时间下，处理的份额达到了几倍之差，这个时候我们就可以在消费者的配置文件当中,这样配置实现压力的转移。

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

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

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：

  • 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交换机也可以说是广播更合适。

在广播模式下，消息发送流程是这样的：

  • 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

这样我们可以先声明队列和交换机

声明完队列和交换机之后就可以选择绑定关系。

这个时候我们就可以进行消息的发送和接收

@Test
void testSendFanout() {String exchangeName = "amq.fanout";String msg = "hello, everyone!";rabbitTemplate.convertAndSend(exchangeName, null, msg);
}
@RabbitListener(queues = "fanout.queue1")
public void listenFanoutQueue1(String msg) throws InterruptedException {System.out.println("消费者1 收到了 fanout.queue1的消息：【" + msg +"】");
}
​
@RabbitListener(queues = "fanout.queue2")
public void listenFanoutQueue2(String msg) throws InterruptedException {System.out.println("消费者2 收到了 fanout.queue2的消息：【" + msg +"】");
}

交换机的作用是什么？

  • 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

  • Fanout Exchange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

我们要进行演示，还是需要进行声明队列和交换机，我们经过Routingkey的标注来进行交换机和路由器之间的关系

当我们这样简历路由键之后，就可以发现，在不同的路由键情况下，监听到的消息是不一样的。

由于我们监听的窗口增加了不少，所以就需要这样设置

  @Testvoid testSendDirect() {String exchangeName = "amq.direct";String msg = "黄色通知！！！";rabbitTemplate.convertAndSend(exchangeName, "blue", msg);}
-----------------------------------------------------------------------
@RabbitListener(bindings = @QueueBinding(value = @Queue(name = "direct.queue1", durable = "true"),exchange = @Exchange(name = "amq.direct", type = ExchangeTypes.DIRECT),key = {"red", "blue"}
))
public void listenDirectQueue1(String msg) throws InterruptedException {System.out.println("消费者1 收到了 direct.queue1的消息：【" + msg +"】");
}
​
@RabbitListener(bindings = @QueueBinding(value = @Queue(name = "direct.queue2", durable = "true"),exchange = @Exchange(name = "amq.direct", type = ExchangeTypes.DIRECT),key = {"red", "yellow"}
))
public void listenDirectQueue2(String msg) throws InterruptedException {System.out.println("消费者2 收到了 direct.queue2的消息：【" + msg +"】");
}

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

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

也就是说topic交换机将生产者发送来的信息，根据绑定的Routing key进行模糊的匹配。

所以当我们发送消息之后就可以得到

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

声明交换机和队列

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。

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：

我们进行交换机和队列的声明只需要，进行简单的配置，就可以调制出一个fanout交换机。

注意！！！

当我们通过代码实现交换机的时候，Rabbit MQ是绝对禁止使用amq.这样的前缀实现加换机声明的，主要原因是因为以amq.开头的名称仅供内部使用，用户不得创建此类exchange。

@Configuration
public class FanoutConfiguration {
​@Beanpublic FanoutExchange fanoutExchange(){return new FanoutExchange("kang.fanout2");}
​@Beanpublic Queue fanoutQueue3(){// QueueBuilder.durable("ff").build();return new Queue("fanout.queue3");}
​@Beanpublic Binding fanoutBinding3(Queue fanoutQueue3, FanoutExchange fanoutExchange){return BindingBuilder.bind(fanoutQueue3).to(fanoutExchange);}
​@Beanpublic Queue fanoutQueue4(){return new Queue("fanout.queue4");}
​@Beanpublic Binding fanoutBinding4(){return BindingBuilder.bind(fanoutQueue4()).to(fanoutExchange());}
}

direct示例

direct模式由于要绑定多个KEY，会非常麻烦，每一个Key都要编写一个binding：

@Configuration
public class DirectConfiguration {
​@Beanpublic DirectExchange directExchange(){return new DirectExchange("KANG.direct");}
​@Beanpublic Queue directQueue1(){return new Queue("direct.queue1");}
​@Beanpublic Binding directQueue1BindingRed(Queue directQueue1, DirectExchange directExchange){return BindingBuilder.bind(directQueue1).to(directExchange).with("red");}
​@Beanpublic Binding directQueue1BindingBlue(Queue directQueue1, DirectExchange directExchange){return BindingBuilder.bind(directQueue1).to(directExchange).with("blue");}
​@Beanpublic Queue directQueue2(){return new Queue("direct.queue2");}
​@Beanpublic Binding directQueue2BindingRed(Queue directQueue2, DirectExchange directExchange){return BindingBuilder.bind(directQueue2).to(directExchange).with("red");}

以上就是基于代码实现，我们也可以基于注解进行实现。

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。

例如，我们同样声明Direct模式的交换机和队列：

@RabbitListener(bindings = @QueueBinding(value = @Queue(name = "direct.queue4", durable = "true"),exchange = @Exchange(name = "amq.direct", type = ExchangeTypes.DIRECT),key = "red"
))
public void listenDirectQueue4(String msg) throws InterruptedException {System.out.println("消费者4 收到了 direct.queue4的消息：【" + msg +"】");
}

是不是简单多了。

@RabbitListener(bindings = @QueueBinding(value = @Queue(name = "topic.queue3", durable = "true"),exchange = @Exchange(name = "amq.topic", type = ExchangeTypes.TOPIC),key = "user.#"
))public void listenTopicQueue3(String msg) throws  InterruptedException {System.out.println("消费者3 收到了 topic.queue3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

我们进行测试一下，声明一个测试类。

@Test
void testSendObject() {Map<String, Object> msg = new HashMap<>(2);msg.put("name", "jack");msg.put("age", 21);rabbitTemplate.convertAndSend("object.queue", msg);
}

发送到控制台之后可以进行查看。

可以看到，JDK序列化方式并不合适，信息的体积过大，而且可读性较差，因此我们可以通过JSON的方式进行序列化和反序列化。

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;
}

消息转换器中添加的messageId可以便于我们将来做幂等性判断。

我们在consumer服务中定义一个新的消费者，publisher是用Map发送，那么消费者也一定要用Map接收，格式如下：

@RabbitListener(queues = "object.queue")
public void listenSimpleQueueMessage(Map<String, Object> msg) throws InterruptedException {System.out.println("消费者接收到object.queue消息：【" + msg + "】");
}

http://www.xdnf.cn/news/1331047.html

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