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集成RabbitMQ

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前面我们讲了ActiveMQ Artemis,它实现了JMS的消息服务协议。JMS是JavaEE的消息服务标准接口,但是,如果Java程序要和另一种语言编写的程序通过消息服务器进行通信,那么JMS就不太适合了。

AMQP是一种使用广泛的独立于语言的消息协议,它的全称是Advanced Message Queuing Protocol,即高级消息队列协议,它定义了一种二进制格式的消息流,任何编程语言都可以实现该协议。实际上,Artemis也支持AMQP,但实际应用最广泛的AMQP服务器是使用Erlang编写的RabbitMQ

安装RabbitMQ

我们先从RabbitMQ的官网下载并安装RabbitMQ,安装和启动RabbitMQ请参考官方文档。要验证启动是否成功,可以访问RabbitMQ的管理后台http://localhost:15672,如能看到登录界面表示RabbitMQ启动成功:

rabbitmq-manage

RabbitMQ后台管理的默认用户名和口令均为guest

AMQP协议

AMQP协议和前面我们介绍的JMS协议有所不同。在JMS中,有两种类型的消息通道:

  1. 点对点的Queue,即Producer发送消息到指定的Queue,接收方从Queue收取消息;
  2. 一对多的Topic,即Producer发送消息到指定的Topic,任意多个在线的接收方均可从Topic获得一份完整的消息副本。

但是AMQP协议比JMS要复杂一点,它只有Queue,没有Topic,并且引入了Exchange的概念。当Producer想要发送消息的时候,它将消息发送给Exchange,由Exchange将消息根据各种规则投递到一个或多个Queue:

                                      ┌───────┐
                                 ┌───>│Queue-1│
                  ┌──────────┐   │    └───────┘
              ┌──>│Exchange-1│───┤
┌──────────┐  │   └──────────┘   │    ┌───────┐
│Producer-1│──┤                  ├───>│Queue-2│
└──────────┘  │   ┌──────────┐   │    └───────┘
              └──>│Exchange-2│───┤
                  └──────────┘   │    ┌───────┐
                                 └───>│Queue-3│
                                      └───────┘

如果某个Exchange总是把消息发送到固定的Queue,那么这个消息通道就相当于JMS的Queue。如果某个Exchange把消息发送到多个Queue,那么这个消息通道就相当于JMS的Topic。和JMS的Topic相比,Exchange的投递规则更灵活,比如一个“登录成功”的消息被投递到Queue-1和Queue-2,而“登录失败”的消息则被投递到Queue-3。这些路由规则称之为Binding,通常都在RabbitMQ的管理后台设置。

我们以具体的业务为例子,在RabbitMQ中,首先创建3个Queue,分别用于发送邮件、短信和App通知:

queues

创建Queue时注意到可配置为持久化(Durable)和非持久化(Transient),当Consumer不在线时,持久化的Queue会暂存消息,非持久化的Queue会丢弃消息。

紧接着,我们在Exchanges中创建一个Direct类型的Exchange,命名为registration,并添加如下两个Binding:

exchange-registration

上述Binding的规则就是:凡是发送到registration这个Exchange的消息,均被发送到q_mailq_sms这两个Queue。

我们再创建一个Direct类型的Exchange,命名为login,并添加如下Binding:

exchange-login

上述Binding的规则稍微复杂一点,当发送消息给login这个Exchange时,如果消息没有指定Routing Key,则被投递到q_appq_mail,如果消息指定了Routing Key="login_failed",那么消息被投递到q_sms

配置好RabbitMQ后,我们就可以基于Spring Boot开发AMQP程序。

使用RabbitMQ

我们首先创建Spring Boot工程springboot-rabbitmq,并添加如下依赖引入RabbitMQ:

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

然后在application.yml中添加RabbitMQ相关配置:

spring:
  rabbitmq:
    host: localhost
    port: 5672
    username: guest
    password: guest

我们还需要在Application中添加一个MessageConverter

import org.springframework.amqp.support.converter.MessageConverter;

@SpringBootApplication
public class Application {
    ...

    @Bean
    MessageConverter createMessageConverter() {
        return new Jackson2JsonMessageConverter();
    }
}

MessageConverter用于将Java对象转换为RabbitMQ的消息。默认情况下,Spring Boot使用SimpleMessageConverter,只能发送Stringbyte[]类型的消息,不太方便。使用Jackson2JsonMessageConverter,我们就可以发送JavaBean对象,由Spring Boot自动序列化为JSON并以文本消息传递。

因为引入了starter,所有RabbitMQ相关的Bean均自动装配,我们需要在Producer注入的是RabbitTemplate

@Component
public class MessagingService {
    @Autowired
    RabbitTemplate rabbitTemplate;

    public void sendRegistrationMessage(RegistrationMessage msg) {
        rabbitTemplate.convertAndSend("registration", "", msg);
    }

    public void sendLoginMessage(LoginMessage msg) {
        String routingKey = msg.success ? "" : "login_failed";
        rabbitTemplate.convertAndSend("login", routingKey, msg);
    }
}

发送消息时,使用convertAndSend(exchange, routingKey, message)可以指定Exchange、Routing Key以及消息本身。这里传入JavaBean后会自动序列化为JSON文本。上述代码将RegistrationMessage发送到registration,将LoginMessage发送到login,并根据登录是否成功来指定Routing Key。

接收消息时,需要在消息处理的方法上标注@RabbitListener

@Component
public class QueueMessageListener {
    final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(getClass());

    static final String QUEUE_MAIL = "q_mail";
    static final String QUEUE_SMS = "q_sms";
    static final String QUEUE_APP = "q_app";

    @RabbitListener(queues = QUEUE_MAIL)
    public void onRegistrationMessageFromMailQueue(RegistrationMessage message) throws Exception {
        logger.info("queue {} received registration message: {}", QUEUE_MAIL, message);
    }

    @RabbitListener(queues = QUEUE_SMS)
    public void onRegistrationMessageFromSmsQueue(RegistrationMessage message) throws Exception {
        logger.info("queue {} received registration message: {}", QUEUE_SMS, message);
    }

    @RabbitListener(queues = QUEUE_MAIL)
    public void onLoginMessageFromMailQueue(LoginMessage message) throws Exception {
        logger.info("queue {} received message: {}", QUEUE_MAIL, message);
    }

    @RabbitListener(queues = QUEUE_SMS)
    public void onLoginMessageFromSmsQueue(LoginMessage message) throws Exception {
        logger.info("queue {} received message: {}", QUEUE_SMS, message);
    }

    @RabbitListener(queues = QUEUE_APP)
    public void onLoginMessageFromAppQueue(LoginMessage message) throws Exception {
        logger.info("queue {} received message: {}", QUEUE_APP, message);
    }
}

上述代码一共定义了5个Consumer,监听3个Queue。

启动应用程序,我们注册一个新用户,然后发送一条RegistrationMessage消息。此时,根据registration这个Exchange的设定,我们会在两个Queue收到消息:

... c.i.learnjava.service.UserService        : try register by bob@example.com...
... c.i.learnjava.web.UserController         : user registered: bob@example.com
... c.i.l.service.QueueMessageListener       : queue q_mail received registration message: [RegistrationMessage: email=bob@example.com, name=Bob, timestamp=1594559871495]
... c.i.l.service.QueueMessageListener       : queue q_sms received registration message: [RegistrationMessage: email=bob@example.com, name=Bob, timestamp=1594559871495]

当我们登录失败时,发送LoginMessage并设定Routing Key为login_failed,此时,只有q_sms会收到消息:

... c.i.learnjava.service.UserService        : try login by bob@example.com...
... c.i.l.service.QueueMessageListener       : queue q_sms received message: [LoginMessage: email=bob@example.com, name=(unknown), success=false, timestamp=1594559886722]

登录成功后,发送LoginMessage,此时,q_mailq_app将收到消息:

... c.i.learnjava.service.UserService        : try login by bob@example.com...
... c.i.l.service.QueueMessageListener       : queue q_mail received message: [LoginMessage: email=bob@example.com, name=Bob, success=true, timestamp=1594559895251]
... c.i.l.service.QueueMessageListener       : queue q_app received message: [LoginMessage: email=bob@example.com, name=Bob, success=true, timestamp=1594559895251]

RabbitMQ还提供了使用Topic的Exchange(此Topic指消息的标签,并非JMS的Topic概念),可以使用*进行匹配并路由。可见,掌握RabbitMQ的核心是理解其消息的路由规则。

直接指定一个Queue并投递消息也是可以的,此时指定Routing Key为Queue的名称即可,因为RabbitMQ提供了一个default exchange用于根据Routing Key查找Queue并直接投递消息到指定的Queue。但是要实现一对多的投递就必须自己配置Exchange。

练习

使用RabbitMQ

小结

Spring Boot提供了AMQP的集成,默认使用RabbitMQ作为AMQP消息服务器。

使用RabbitMQ发送消息时,理解Exchange如何路由至一个或多个Queue至关重要。


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