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RabbitMQ 简介

RabbitMQ是一个在AMQP(Advanced Message Queuing Protocol )基础上实现的,可复用的企业消息系统。它可以用于大型软件系统各个模块之间的高效通信,支持高并发,支持可扩展。

AMQP

AMQP,即Advanced Message Queuing Protocol,一个提供统一消息服务的应用层标准高级消息队列协议,是应用层协议的一个开放标准,为面向消息的中间件设计。基于此协议的客户端与消息中间件可传递消息,并不受客户端/中间件不同产品,不同的开发语言等条件的限制。

消息队列

MQ 全称为Message Queue, 消息队列。是一种应用程序对应用程序的通信方法。应用程序通过读写出入队列的消息(针对应用程序的数据)来通信,而无需专用连接来链接它们。

消息传递指的是程序之间通过在消息中发送数据进行通信,而不是通过直接调用彼此来通信。队列的使用除去了接收和发送应用程序同时执行的要求。

在项目中,将一些无需即时返回且耗时的操作提取出来,进行了异步处理,而这种异步处理的方式大大的节省了服务器的请求响应时间,从而提高了系统的吞吐量。

消息队列的使用场景是怎样的?小红和小明读书的例子

RabbitMQ 应用场景

对于一个大型的软件系统来说,它会有很多的组件或者说模块或者说子系统或者(subsystem or Component or submodule)。那么这些模块的如何通信?这和传统的IPC有很大的区别。传统的IPC很多都是在单一系统上的,模块耦合性很大,不适合扩展(Scalability);如果使用socket那么不同的模块的确可以部署到不同的机器上,但是还是有很多问题需要解决。比如:
1)信息的发送者和接收者如何维持这个连接,如果一方的连接中断,这期间的数据如何方式丢失?
2)如何降低发送者和接收者的耦合度?
3)如何让Priority高的接收者先接到数据?
4)如何做到load balance?有效均衡接收者的负载?
5)如何有效的将数据发送到相关的接收者?也就是说将接收者subscribe 不同的数据,如何做有效的filter。
6)如何做到可扩展,甚至将这个通信模块发到cluster上?
7)如何保证接收者接收到了完整,正确的数据?
AMDQ协议解决了以上的问题,而RabbitMQ实现了AMQP

概念介绍

  • Broker:简单来说就是消息队列服务器实体。
  • Exchange:消息交换机,它指定消息按什么规则,路由到哪个队列。
  • Queue:消息队列载体,每个消息都会被投入到一个或多个队列。
  • Binding:绑定,它的作用就是把exchange和queue按照路由规则绑定起来。
  • Routing Key:路由关键字,exchange根据这个关键字进行消息投递。
  • vhost:虚拟主机,一个broker里可以开设多个vhost,用作不同用户的权限分离。
  • producer:消息生产者,就是投递消息的程序。
  • consumer:消息消费者,就是接受消息的程序。
  • channel:消息通道,在客户端的每个连接里,可建立多个channel,每个channel代表一个会话任务。
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RabbitMQ使用流程

AMQP模型中,消息在producer中产生,发送到MQ的exchange上,exchange根据配置的路由方式发到相应的Queue上,Queue又将消息发送给consumer,消息从queue到consumer有push和pull两种方式。 消息队列的使用过程大概如下:

  1. 客户端连接到消息队列服务器,打开一个channel。
  2. 客户端声明一个exchange,并设置相关属性。
  3. 客户端声明一个queue,并设置相关属性。
  4. 客户端使用routing key,在exchange和queue之间建立好绑定关系。
  5. 客户端投递消息到exchange。

exchange接收到消息后,就根据消息的key和已经设置的binding,进行消息路由,将消息投递到一个或多个队列里。 exchange也有几个类型,完全根据key进行投递的叫做Direct交换机,例如,绑定时设置了routing key为”abc”,那么客户端提交的消息,只有设置了key为”abc”的才会投递到队列。

RabbitMQ安装教程

rabbitMQ常用的命令

启动监控管理器:rabbitmq-plugins enable rabbitmq_management
关闭监控管理器:rabbitmq-plugins disable rabbitmq_management
启动rabbitmq:rabbitmq-service start
关闭rabbitmq:rabbitmq-service stop
查看所有的队列:rabbitmqctl list_queues
清除所有的队列:rabbitmqctl reset
关闭应用:rabbitmqctl stop_app
启动应用:rabbitmqctl start_app

用户和权限设置
添加用户:rabbitmqctl add_user username password
分配角色:rabbitmqctl set_user_tags username administrator
新增虚拟主机:rabbitmqctl add_vhost vhost_name
将新虚拟主机授权给新用户:rabbitmqctl set_permissions -p vhost_name username “.*” “.*” “.*”(后面三个”*”代表用户拥有配置、写、读全部权限)

角色说明

  • 超级管理员(administrator)
    可登陆管理控制台,可查看所有的信息,并且可以对用户,策略(policy)进行操作。
  • 监控者(monitoring)
    可登陆管理控制台,同时可以查看rabbitmq节点的相关信息(进程数,内存使用情况,磁盘使用情况等)
  • 策略制定者(policymaker)
    可登陆管理控制台, 同时可以对policy进行管理。但无法查看节点的相关信息(上图红框标识的部分)。
  • 普通管理者(management)
    仅可登陆管理控制台,无法看到节点信息,也无法对策略进行管理。
  • 其他
    无法登陆管理控制台,通常就是普通的生产者和消费者。

Java入门实例(Helloworld)

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一个producer发送消息,一个接收者接收消息,并在控制台打印出来。如下图:

Java客户端配置

下面是Java客户端的maven依赖的配置。

<dependency>
<groupId>com.rabbitmq</groupId>
<artifactId>amqp-client</artifactId>
<version>5.0.0</version>
</dependency>

发送端:Send.java 连接到RabbitMQ(此时服务需要启动),发送一条数据,然后退出。

package cn.buyforyou;

import java.util.concurrent.TimeoutException;

import com.rabbitmq.client.Channel;
import com.rabbitmq.client.Connection;
import com.rabbitmq.client.ConnectionFactory; public class Send
{
//队列名称
private final static String QUEUE_NAME = "helloMQ"; public static void main(String[] argv) throws java.io.IOException, TimeoutException
{
/**
* 创建连接连接到MabbitMQ
*/
ConnectionFactory factory = new ConnectionFactory();
//设置MabbitMQ所在主机ip或者主机名
factory.setHost("localhost");
//创建一个连接
Connection connection = factory.newConnection();
//创建一个频道
Channel channel = connection.createChannel();
//指定一个队列
channel.queueDeclare(QUEUE_NAME, false, false, false, null);
//发送的消息
String message = "hello world!";
//往队列中发出一条消息
channel.basicPublish("", QUEUE_NAME, null, message.getBytes());
System.out.println(" [x] Sent '" + message + "'");
//关闭频道和连接
channel.close();
connection.close();
}
}

值得注意的是队列只会在它不存在的时候创建,多次声明并不会重复创建。信息的内容是字节数组,也就意味着你可以传递任何数据。
接收端:Recv.java 不断等待服务器推送消息,然后在控制台输出。

package cn.buyforyou;

import com.rabbitmq.client.*;

import java.io.IOException;

public class Recv {

    // 队列名称
private final static String QUEUE_NAME = "helloMQ"; public static void main(String[] argv) throws Exception { // 打开连接和创建频道,与发送端一样
ConnectionFactory factory = new ConnectionFactory();
factory.setHost("localhost");
Connection connection = factory.newConnection();
Channel channel = connection.createChannel();
//声明队列,主要为了防止消息接收者先运行此程序,队列还不存在时创建队列。
channel.queueDeclare(QUEUE_NAME, false, false, false, null);
System.out.println(" [*] Waiting for messages. To exit press CTRL+C"); //创建消费者
Consumer consumer = new DefaultConsumer(channel) {
@Override
public void handleDelivery(String consumerTag, Envelope envelope, AMQP.BasicProperties properties,
byte[] body) throws IOException {
String message = new String(body, "UTF-8");
System.out.println(" [x] Received '" + message + "'");
}
};
channel.basicConsume(QUEUE_NAME, true, consumer);
}
}

RabbitMQ工作队列-Work Queues(Java实例)

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创建一个工作队列用来在工作者(consumer)间分发耗时任务。

工作队列的主要任务是:避免立刻执行资源密集型任务,然后必须等待其完成。相反地,我们进行任务调度:我们把任务封装为消息发送给队列。工作进行在后台运行并不断的从队列中取出任务然后执行。当你运行了多个工作进程时,任务队列中的任务将会被工作进程共享执行。
这样的概念在web应用中极其有用,当在很短的HTTP请求间需要执行复杂的任务。

准备

我们使用Thread.sleep来模拟耗时的任务。我们在发送到队列的消息的末尾添加一定数量的点,每个点代表在工作线程中需要耗时1秒,例如hello…将会需要等待3秒。

发送端:

NewTask.java

import com.rabbitmq.client.Channel;
import com.rabbitmq.client.Connection;
import com.rabbitmq.client.ConnectionFactory;
import com.rabbitmq.client.MessageProperties; public class NewTask { private static final String TASK_QUEUE_NAME = "task_queue"; public static void main(String[] argv) throws Exception {
ConnectionFactory factory = new ConnectionFactory();
factory.setHost("localhost");
Connection connection = factory.newConnection();
Channel channel = connection.createChannel(); channel.queueDeclare(TASK_QUEUE_NAME, true, false, false, null); String message = getMessage(argv); channel.basicPublish("", TASK_QUEUE_NAME,
MessageProperties.PERSISTENT_TEXT_PLAIN,
message.getBytes("UTF-8"));
System.out.println(" [x] Sent '" + message + "'"); channel.close();
connection.close();
} private static String getMessage(String[] strings) {
if (strings.length < 1)
return "Hello World!";
return joinStrings(strings, " ");
} private static String joinStrings(String[] strings, String delimiter) {
int length = strings.length;
if (length == 0) return "";
StringBuilder words = new StringBuilder(strings[0]);
for (int i = 1; i < length; i++) {
words.append(delimiter).append(strings[i]);
}
return words.toString();
}
}

接收端:

Work.java

import com.rabbitmq.client.*;

import java.io.IOException;

public class Worker {

  private static final String TASK_QUEUE_NAME = "task_queue";

  public static void main(String[] argv) throws Exception {
ConnectionFactory factory = new ConnectionFactory();
factory.setHost("localhost");
final Connection connection = factory.newConnection();
final Channel channel = connection.createChannel(); channel.queueDeclare(TASK_QUEUE_NAME, true, false, false, null);
System.out.println(" [*] Waiting for messages. To exit press CTRL+C"); channel.basicQos(1); final Consumer consumer = new DefaultConsumer(channel) {
@Override
public void handleDelivery(String consumerTag, Envelope envelope, AMQP.BasicProperties properties, byte[] body) throws IOException {
String message = new String(body, "UTF-8"); System.out.println(" [x] Received '" + message + "'");
try {
doWork(message);
} finally {
System.out.println(" [x] Done");
channel.basicAck(envelope.getDeliveryTag(), false);
}
}
};
channel.basicConsume(TASK_QUEUE_NAME, false, consumer);
} private static void doWork(String task) {
for (char ch : task.toCharArray()) {
if (ch == '.') {
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException _ignored) {
Thread.currentThread().interrupt();
}
}
}
}
}

循环调度

使用任务队列的好处是能够很容易的并行工作。如果我们积压了很多工作,我们仅仅通过增加更多的工作者就可以解决问题,使系统的伸缩性更加容易。

消息确认

执行一个任务需要花费几秒钟。你可能会担心当一个工作者在执行任务时发生中断。我们上面的代码,一旦RabbItMQ交付了一个信息给消费者,会马上从内存中移除这个信息。在这种情况下,如果杀死正在执行任务的某个工作者,我们会丢失它正在处理的信息。我们也会丢失已经转发给这个工作者且它还未执行的消息。

boolean ack = false ; //打开应答机制
channel.basicConsume(QUEUE_NAME, ack, consumer);
//另外需要在每次处理完成一个消息后,手动发送一次应答。
channel.basicAck(delivery.getEnvelope().getDeliveryTag(), false);

消息的持久性

我们已经学习了即使消费者被杀死,消息也不会被丢失。但是如果此时RabbitMQ服务被停止,我们的消息仍然会丢失。
当RabbitMQ退出或者异常退出,将会丢失所有的队列和信息,除非你告诉它不要丢失。我们需要做两件事来确保信息不会被丢失:我们需要给所有的队列和消息设置持久化的标志。
第一, 我们需要确认RabbitMQ永远不会丢失我们的队列。为了这样,我们需要声明它为持久化的。

boolean durable = true;
channel.queueDeclare("task_queue", durable, false, false, null);

注:RabbitMQ不允许使用不同的参数重新定义一个队列,所以已经存在的队列,我们无法修改其属性。
第二, 我们需要标识我们的信息为持久化的。通过设置MessageProperties(implements BasicProperties)值为PERSISTENT_TEXT_PLAIN。

channel.basicPublish("", "task_queue",MessageProperties.PERSISTENT_TEXT_PLAIN,message.getBytes());

现在你可以执行一个发送消息的程序,然后关闭服务,再重新启动服务,运行消费者程序做下实验。

公平的分配

或许会发现,目前的消息转发机制(Round-robin)并非是我们想要的。例如,这样一种情况,对于两个消费者,有一系列的任务,奇数任务特别耗时,而偶数任务却很轻松,这样造成一个消费者一直繁忙,另一个消费者却很快执行完任务后等待。
造成这样的原因是因为RabbitMQ仅仅是当消息到达队列进行转发消息。并不在乎有多少任务消费者并未传递一个应答给RabbitMQ。仅仅盲目转发所有的奇数给一个消费者,偶数给另一个消费者。
为了解决这样的问题,我们可以使用basicQos方法,传递参数为prefetchCount = 1。这样告诉RabbitMQ不要在同一时间给一个消费者超过一条消息。换句话说,只有在消费者空闲的时候会发送下一条信息。

int prefetchCount = 1;
channel.basicQos(prefetchCount);

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作者:Doris_Lee
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來源:简书
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