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手把手搭建springboot项目06-springboot整合RabbitMQ及其原理和应用场景

news 文章来源：https://blog.csdn.net/weixin_45549188/article/details/129175289 2024/11/18 10:47:39

前言
- 工作流程-灵魂画手
- 名词解释
- 交换机类型
一、安装
- 1.1 [RabbitMQ官网安装](https://www.rabbitmq.com/download.html)
- 1.2 Docker安装并启动
二、食用教程
- 2.1.导入依赖
- 2.2 添加配置
- 2.3 代码实现
- - 2.3.1 直连（Direct）类型
  - 2.3.2 引入消息手动确认机制
  - 2.3.2 广播（Fanout）类型
  - 2.3.3 主题（Topic）类型
三、实战应用场景
- 3.1 如何控制消息有序
- 3.2 保证消息不被重复消费（幂等性）
- 3.3 保证消息的可靠性
- 3.4 死信队列解决订单超时未支付
总结

前言

RabbitMQ是一个由erlang语言开发，实现了AMQP(Advanved Message Queue Protocol)高级消息队列协议的消息服务中间件。

工作流程-灵魂画手

工作流程
1、生产者（Producer）和消费者（Consumer）都需要在与RabbitMQ建立长连接（Connection）的前提下，才能收发消息
2、客户端（生产者、消费者）和服务端（RabbitMQ）只能建立一条长连接，在长连接中开辟一条条的信道进行收发消息
3、生产者发送消息，消息到达Broker指定虚拟主机（服务会配置）的指定交换机（发送消息会指定），根据路由键和交换机与队列的绑定关系，把消息发送给对应的队列
3、消费者通过信道监听队列，消息进入队列就可以被消费者实时拿到

名词解释

1、Broker （message broker）消息代理：消息队列服务器实体，简单理解为邮局，寄收件都要通过它。
2、JMS（Java Message Service）JAVA消息服务。是基于JVM消息代理的规范。ActiveMQ、HornetMQ是JMS实现
3、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
在这里插入图片描述
4、Message 消息，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。
5、Producer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。
6、Exchange 交换机，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常用有3种类型：direct、fanout、 topic、不同类型的Exchange转发消息的策略有所区别
7、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。
8、Binding绑定，用于消息队列和交换机之间的关联。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。
9、Connection 网络连接，比如一个TCP连接。
10、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。
11、Consumer 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。
12、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 / 。

交换机类型

在这里插入图片描述

一、安装

1.1 RabbitMQ官网安装

1.2 Docker安装并启动

docker run -it --rm --name rabbitmq -p 5672:5672 -p 15672:15672 rabbitmq:3.11-management# 开机自启
docker update rabbitmq --restart=always

● 5672 (AMQP端口)
● 15672 (web管理后台端口)

本地安装可通过：http://127.0.0.1:15672/访问，用户名密码默认guest

二、食用教程

2.1.导入依赖

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

2.2 添加配置

spring:rabbitmq:host: 127.0.0.1port: 5672username: root #用户名 默认guestpassword: root #密码 默认guestvirtual-host: springboot-test #虚拟主机 默认/

2.3 代码实现

2.3.1 直连（Direct）类型

直连型交换机，根据消息携带的路由键将消息投递给对应队列。

直连类型初始化配置

import org.springframework.amqp.core.Binding;
import org.springframework.amqp.core.BindingBuilder;
import org.springframework.amqp.core.DirectExchange;
import org.springframework.amqp.core.Queue;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;/*** 1、直连交换机配置*/
@Configuration
public class DirectRabbitConfig {public static final String DIRECT_QUEUE = "===DirectQueue===";public static final String DIRECT_EXCHANGE = "===DirectExchange===";public static final String DIRECT_ROUTING = "===DirectRouting===";/***      durable:是否持久化,默认是false,持久化队列：会被存储在磁盘上，当消息代理重启时仍然存在，暂存队列：当前连接有效*      exclusive:默认也是false，只能被当前创建的连接使用，而且当连接关闭后队列即被删除。此参考优先级高于durable*      autoDelete:是否自动删除，当没有生产者或者消费者使用此队列，该队列会自动删除。*      return new Queue("TestDirectQueue",true,true,false);*/@Beanpublic Queue directQueue() {return new Queue(DIRECT_QUEUE,false);}@BeanDirectExchange directExchange() {return new DirectExchange(DIRECT_EXCHANGE,false,false);}@BeanBinding binding() {return BindingBuilder.bind(directQueue()).to(directExchange()).with(DIRECT_ROUTING);}
}

该配置主要把队列、交换机、绑定都交由spring管理，记得声明队列、交换机、建立绑定关系。消息指定交换机发送后，交换机就可以根据路由键把消息发送到匹配的队列上。

消费者

import com.chendi.springboot_rabbitmq.config.DirectRabbitConfig;
import com.rabbitmq.client.Channel;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.springframework.amqp.core.Message;
import org.springframework.amqp.rabbit.annotation.RabbitListener;
import org.springframework.stereotype.Component;
import java.io.IOException;@Slf4j
@Component
public class DirectReceiver {@RabbitListener(queues = DirectRabbitConfig.DIRECT_QUEUE)public void receiver(String dataMsg) {log.info("接收者A dataMsg:{} ",dataMsg);}@RabbitListener(queues = DirectRabbitConfig.DIRECT_QUEUE)public void receiver(String dataMsg) {log.info("接收者B dataMsg:{} ",dataMsg);}
}

生产者

@RestController
@RequiredArgsConstructor
public class RabbitMQTestController {final RabbitTemplate rabbitTemplate;@GetMapping("/sendDirectMessage")public String sendDirectMessage() {for (int i = 0; i < 10; i++) {String messageData = "Hello World！" + i;//可自定义消息体类型rabbitTemplate.convertAndSend(DirectRabbitConfig.DIRECT_EXCHANGE, DirectRabbitConfig.DIRECT_ROUTING, messageData);}return "发送完成";}
}

运行发现：默认情况下，RabbitMQ轮询分发将按顺序将每个消息发送给下一个使用者。有如下缺点：
1、无法保证消息已被消费
2、处理消息快的服务得到的消息和处理消息慢的服务是一样多的（公平分发、能者多劳）。

2.3.2 引入消息手动确认机制

配置文件

spring:rabbitmq:listener:simple:acknowledge-mode: manual # 设置消费端手动 ack#表示消费者端每次从队列拉取多少个消息进行消费,直到手动确认消费完毕后,才会继续拉取下一条prefetch: 1 # 预加载消息数量--QOS

消费者应答

@Slf4j
@Component
public class DirectReceiver {@RabbitListener(queues = DirectRabbitConfig.DIRECT_QUEUE)public void receiver(String dataMsg, Channel channel, Message message) throws IOException, InterruptedException {long deliveryTag = message.getMessageProperties().getDeliveryTag();Thread.sleep(1000);log.info("接收者A deliveryTag:{} dataMsg:{} ",deliveryTag ,dataMsg);channel.basicAck(deliveryTag,true);}@RabbitListener(queues = DirectRabbitConfig.DIRECT_QUEUE)public void receiver2(String dataMsg, Channel channel, Message message) throws IOException {long deliveryTag = message.getMessageProperties().getDeliveryTag();log.info("接收者B deliveryTag:{} dataMsg:{} ",deliveryTag ,dataMsg);channel.basicAck(deliveryTag,true);}
}

回执方法(
1、channel.basicAck表示成功确认，使用此回执方法后，消息会被rabbitmq broker 删除。
2、channel.basicNack表示失败确认，一般在消费消息业务异常时用到此方法、可决定消息是否重新入列
3、channel.basicReject 拒绝消息，与basicNack区别在于不能进行批量操作，其他用法很相似。

2.3.2 广播（Fanout）类型

扇型交换机，这个交换机没有路由键概念，这个交换机在接收到消息后，会直接转发到绑定到它上面的所有队列。

广播类型配置类

import org.springframework.amqp.core.Binding;
import org.springframework.amqp.core.BindingBuilder;
import org.springframework.amqp.core.FanoutExchange;
import org.springframework.amqp.core.Queue;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
/*** 2、广播、扇出交换机*/
@Configuration
public class FanoutRabbitConfig {public final static String FANOUT_EXCHANGE = "fanoutExchange";public static final String FANOUT_QUEUE_A = "fanoutQueueA";public static final String FANOUT_QUEUE_B = "fanoutQueueB";public static final String FANOUT_QUEUE_C = "fanoutQueueC";/***  创建三个队列*  将三个队列都绑定在交换机 fanoutExchange 上*  因为是扇型交换机, 路由键无需配置,配置也不起作用*/@Beanpublic Queue queueA() {return new Queue(FANOUT_QUEUE_A);}@Beanpublic Queue queueB() {return new Queue(FANOUT_QUEUE_B);}@Beanpublic Queue queueC() {return new Queue(FANOUT_QUEUE_C);}@BeanFanoutExchange fanoutExchange() {return new FanoutExchange(FANOUT_EXCHANGE);}@BeanBinding bindingExchangeA() {return BindingBuilder.bind(queueA()).to(fanoutExchange());}@BeanBinding bindingExchangeB() {return BindingBuilder.bind(queueB()).to(fanoutExchange());}@BeanBinding bindingExchangeC() {return BindingBuilder.bind(queueC()).to(fanoutExchange());}
}

消费者

import com.chendi.springboot_rabbitmq.config.FanoutRabbitConfig;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.springframework.amqp.rabbit.annotation.RabbitListener;
import org.springframework.stereotype.Component;//如果开启了消息手动确认机制，一定要记得应答消息噢
//不然消息会一直堆积在mq里
@Slf4j
@Component
public class FanoutReceiver {@RabbitListener(queues = FanoutRabbitConfig.FANOUT_QUEUE_A)public void fanout_A(String message) {log.info("fanout_A  {}" , message);}@RabbitListener(queues = FanoutRabbitConfig.FANOUT_QUEUE_B)public void fanout_B(String message) {log.info("fanout_B  {}" , message);}@RabbitListener(queues = FanoutRabbitConfig.FANOUT_QUEUE_C)public void fanout_C(String message) {log.info("fanout_C  {}" , message);}
}

测试生产者 Controller加上

@GetMapping("/sendFanoutMessage")
public String sendFanoutMessage() {String messageData = "这是一条广播消息";rabbitTemplate.convertAndSend(FanoutRabbitConfig.FANOUT_EXCHANGE, "", messageData);return "发送完成";
}

2.3.3 主题（Topic）类型

主题交换机，特点就是在它的路由键和绑定键之间是有规则的。

「*」 (星号) 用来表示一个单词 (必须出现的)
「#」 (井号) 用来表示任意数量（零个或多个）单词
主题交换机不绑定路由键时是直连交换机，绑定「#」号时是扇形交换机。

主题模式配置类

import org.springframework.amqp.core.Binding;
import org.springframework.amqp.core.BindingBuilder;
import org.springframework.amqp.core.Queue;
import org.springframework.amqp.core.TopicExchange;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
/*** 主题交换机* 转发规则：* #：匹配一个或者多个词* *：匹配一个或者0个词* 比如 有msg.# 、msg.* 匹配规则* msg.# 会匹配 msg.email、msg.email.b、msg.email.a* msg.* 只会匹配 msg.email 和 msg ，*/
@Configuration
public class TopicRabbitConfig {//绑定键public final static String MSG_EMAIL = "msg.email";public final static String MSG_EMAIL_A = "msg.email.a";public final static String MSG_SMS = "msg.sms";public final static String TOPIC_EXCHANGE = "topicExchange";@Beanpublic Queue firstQueue() {return new Queue(TopicRabbitConfig.MSG_EMAIL);}@Beanpublic Queue secondQueue() {return new Queue(TopicRabbitConfig.MSG_EMAIL_A);}@Beanpublic Queue thirdQueue() {return new Queue(TopicRabbitConfig.MSG_SMS);}@BeanTopicExchange exchange() {return new TopicExchange(TOPIC_EXCHANGE);}@BeanBinding bindingExchangeMessage() {return BindingBuilder.bind(firstQueue()).to(exchange()).with(MSG_EMAIL);}@BeanBinding bindingExchangeMessage2() {return BindingBuilder.bind(secondQueue()).to(exchange()).with("msg.#");}@BeanBinding bindingExchangeMessage3() {return BindingBuilder.bind(thirdQueue()).to(exchange()).with("msg.*");}
}

消费者

import com.chendi.springboot_rabbitmq.config.TopicRabbitConfig;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.springframework.amqp.rabbit.annotation.RabbitListener;
import org.springframework.stereotype.Component;
@Slf4j
@Component
public class TopicReceiver {@RabbitListener(queues = TopicRabbitConfig.MSG_EMAIL)public void topic_man(String message) {log.info("队列{} 收到消息：{}" ,TopicRabbitConfig.MSG_EMAIL, message);}@RabbitListener(queues = TopicRabbitConfig.MSG_SMS)public void topic_woman(String message) {log.info("队列{} 收到消息：{}" ,TopicRabbitConfig.MSG_SMS, message);}@RabbitListener(queues = TopicRabbitConfig.MSG_EMAIL_A)public void xxx(String message) {log.info("队列{} 收到消息：{}" ,TopicRabbitConfig.MSG_EMAIL_A, message);}
}

测试生产者 Controller加上

@GetMapping("/sendTopicMessage")
public String sendTopicMessage() {rabbitTemplate.convertAndSend(TopicRabbitConfig.TOPIC_EXCHANGE, TopicRabbitConfig.MSG_EMAIL, "Hello Topic！所有队列都可以收到这条信息");rabbitTemplate.convertAndSend(TopicRabbitConfig.TOPIC_EXCHANGE, TopicRabbitConfig.MSG_EMAIL_A, "只有 msg.email.a可以收到这条信息");rabbitTemplate.convertAndSend(TopicRabbitConfig.TOPIC_EXCHANGE, TopicRabbitConfig.MSG_SMS, "msg.email.a 和 msg.sms可以收到这条信息");return "发送完成";
}

如果开启了消息手动确认机制，一定要记得应答消息噢！！！

以上整合就完成了。

三、实战应用场景

3.1 如何控制消息有序

1、当只有一个消费者可以保证消息有序，但是效率低。
2、生产者顺序发送消息到队列但是多个消费者监听一个队列时会轮询分发导致乱序。修改为一个消费者只监听一个队列，生产者自定义投放策略，1、2、3投放到A队列，4、5、6投放到B队列（顺序的消息为一个整体）投放至一个队列。

3.2 保证消息不被重复消费（幂等性）

在消费者消费结束后，正常情况下会发送回执给消息队列，证明该消息已被消费。但是此时消费者网络传输故障或者宕机了，消息队列收不到消息被消费的回执会将消息再分发给其他消费者，进而导致消息被消费多次。
·······
解决方法：（具体问题具体分析）
1、在redis中维护一个set，生产者在发送消息前，加上全局唯一的id，消费者消费之前，去redis中查一下，看是否消费过，如果没有消费过则继续执行。

//生产者
public void sendMessageIde() {MessageProperties properties = new MessageProperties();properties.setMessageId(UUID.randomUUID().toString());Message message = new Message("消息".getBytes(), properties);rabbitTemplate.convertAndSend("exchange", "", message);
}//消费者
@RabbitListener(queues = "queue")
@RabbitHandler
public void processIde(Message message, Channel channel) throws IOException {if (stringRedisTemplate.opsForValue().setIfAbsent(message.getMessageProperties().getMessageId(),"1")){// 业务操作...System.out.println("消费消息："+ new String(message.getBody(), "UTF-8"));// 手动确认   channel.basicAck(message.getMessageProperties().getDeliveryTag(), false);}
}

3.3 保证消息的可靠性

消息发送流程

可以看出，生产者发送的消息准确抵达消费者分为两部分
1、发送端：消息投递到Broker成功时回调confirmCallback，交换机投递到队列失败时回调returnCallback
2、消费端的ack