RabbitMQ消息队列基础概念、原理学习

别先生

发布于 2019-11-04 23:29:12

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发布于 2019-11-04 23:29:12

文章被收录于专栏：别先生别先生

使用RabbitMQ实现解耦合的设计，对添加代码是开发的，对修改代码是关闭的。

1、什么是生产者Provider？

　　答：消息生产者，就是投递消息的程序。

2、什么是消费者Consumer？

　　答：消息消费者，就是接受消息的程序。

3、没有使用消息队列时消息传递方式。

4、使用消息队列后消息传递方式。

5、什么是队列？

　　答：队列就像存放了商品的仓库或者商店，是生产商品的工厂和购买商品的用户之间的中转站。

6、队列里存储了什么？

　　答：在RabbitMQ 中，信息流从你的应用程序出发，来到 Rabbitmq 的队列，所有信息可以只存储在一个队列中。队列可以存储很多信息，因为它基本上是一个无限制的缓冲区，前提是你的机器有足够的存储空间。

7、队列和应用程序的关系？

　　答：多个生产者可以将消息发送到同一个队列中，多个消息者也可以只从同一个队列接收数据。

8、RabbitMQ的生产者消费者模型、使用SpringBoot搭建。由于创建的SpringBoot项目，使用Maven。依赖包如下所示：

 1 <?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
 2 <project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0"
 3     xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
 4     xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 
 5     https://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
 6     <modelVersion>4.0.0</modelVersion>
 7     <parent>
 8         <groupId>org.springframework.boot</groupId>
 9         <artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
10         <version>2.1.1.RELEASE</version>
11         <relativePath /> <!-- lookup parent from repository -->
12     </parent>
13     <groupId>com.bie</groupId>
14     <artifactId>rabbitmq</artifactId>
15     <version>0.0.1-SNAPSHOT</version>
16     <name>rabbitmq</name>
17     <description>Demo project for Spring Boot</description>
18 
19     <properties>
20         <java.version>1.8</java.version>
21     </properties>
22 
23     <dependencies>
24         <dependency>
25             <groupId>org.springframework.boot</groupId>
26             <artifactId>spring-boot-starter</artifactId>
27         </dependency>
28         <dependency>
29             <groupId>org.springframework.boot</groupId>
30             <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
31         </dependency>
32         <dependency>
33             <groupId>org.springframework.boot</groupId>
34             <artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
35             <scope>test</scope>
36         </dependency>
37         <dependency>
38             <groupId>org.springframework.boot</groupId>
39             <artifactId>spring-boot-starter-amqp</artifactId>
40         </dependency>
41     </dependencies>
42 
43     <build>
44         <plugins>
45             <plugin>
46                 <groupId>org.springframework.boot</groupId>
47                 <artifactId>spring-boot-maven-plugin</artifactId>
48             </plugin>
49         </plugins>
50     </build>
51 
52 </project>

配置你的SpringBoot的配置文件application.properties。

 1 # 给当前项目起名称.
 2 spring.application.name=rabbitmq
 3 
 4 # 配置rabbitmq的参数.
 5 # rabbitmq服务器的ip地址.
 6 spring.rabbitmq.host=192.168.110.133
 7 # rabbitmq的端口号5672,区别于浏览器访问界面的15672端口号.
 8 spring.rabbitmq.port=5672
 9 # rabbitmq的账号.
10 spring.rabbitmq.username=guest
11 # rabbitmq的密码.
12 spring.rabbitmq.password=guest
13 
14 # 队列的名称
15 rabbitmq.queue=queue001

然后，创建一个队列，创建的队列，在项目启动的时候加载，这样使用队列的时候就可以直接使用。

 1 package com.example.bie.config;
 2 
 3 import org.springframework.amqp.core.Queue;
 4 import org.springframework.beans.factory.annotation.Value;
 5 import org.springframework.context.annotation.Bean;
 6 import org.springframework.context.annotation.Configuration;
 7 
 8 /**
 9  * 
10  * @author biehl
11  * 
12  * @Configuration项目启动加载本类
13  * 
14  */
15 @Configuration
16 public class RabbitMqQueueConfig {
17 
18     @Value("${rabbitmq.queue}")
19     private String queueName;
20 
21     /**
22      * 创建一个队列
23      * 
24      * @return
25      */
26     @Bean
27     public Queue createQueue() {
28         return new Queue(this.queueName);
29     }
30 
31 }

然后，创建一个Rabbitmq的生产者，生产消息，这里使用传入参数的方法生产消息。可以测试单条消息和多条消息。

 1 package com.example.bie.rabbitmq.producer;
 2 
 3 import org.springframework.amqp.core.AmqpTemplate;
 4 import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
 5 import org.springframework.beans.factory.annotation.Value;
 6 import org.springframework.stereotype.Component;
 7 
 8 /**
 9  * 
10  * @author biehl
11  *
12  *         RabbitmqProducer消息发送者
13  *
14  * @Component加入到容器中.
15  * 
16  */
17 @Component
18 public class RabbitmqProducer {
19 
20     @Autowired
21     private AmqpTemplate rabbitmqAmqpTemplate;
22 
23     @Value("${rabbitmq.queue}")
24     private String queueName;
25 
26     /**
27      * 发送消息的方法
28      */
29     public void producer(String msg) {
30         // 向消息队列中发送消息
31         // 参数1,队列的名称
32         // 参数2,发送的消息
33         this.rabbitmqAmqpTemplate.convertAndSend(this.queueName, msg);
34     }
35 
36 }

创建消费者消费消息，由于使用的是消费事件监听器，这里使用注解方式，一旦发现队列里面的消息发生变化，就触发该事件，从而触发方法进行消息的消费。

 1 package com.example.bie.rabbitmq.consumer;
 2 
 3 import org.springframework.amqp.rabbit.annotation.RabbitListener;
 4 import org.springframework.beans.factory.annotation.Value;
 5 import org.springframework.stereotype.Component;
 6 
 7 /**
 8  * 
 9  * @author biehl
10  *
11  *         RabbitmqConsumer消息消费者
12  * 
13  *         消费者是根据消息队列的监听器,进行消息的接收和消费。
14  * 
15  *         消息队列发生变化,消息事件就会产生,触发方法进行消息的接收。
16  * 
17  */
18 @Component
19 public class RabbitmqConsumer {
20 
21     @Value("${rabbitmq.queue}")
22     private String queueName;
23 
24     /**
25      * 消费者消费消息,接受消息的方法,采用消息队列监听机制.
26      * 
27      * @RabbitListener
28      * 
29      *                 意思是当队列发生变化,消息事件产生了或者生产者发送消息了。
30      * 
31      *                 马上就会触发这个方法,进行消息的消费。
32      */
33     @RabbitListener(queues = "queue001")
34     public void consumer(String msg) {
35         // 打印消息
36         System.out.println("消费者===>消费<===消息message: " + msg);
37     }
38 
39 }

创建完毕队列，生产者，消费者，配置好配置文件，可以使用单元测试，或者使用Controller的方式进行测试。由于使用单元测试，SpringBoot项目停止，就无法进行消费，不方便测试，这里使用web容器进行测试，创建一个Controller，页面访问进行触发方法的执行。当生产者生产消息多的时候可以在浏览器进行观察生产、消费的效果。

 1 package com.example.bie.controller;
 2 
 3 import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
 4 import org.springframework.stereotype.Controller;
 5 import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
 6 import org.springframework.web.bind.annotation.ResponseBody;
 7 
 8 import com.example.bie.rabbitmq.producer.RabbitmqProducer;
 9 
10 /**
11  * 
12  * @author biehl
13  *
14  */
15 @Controller
16 public class RabbitmqController {
17 
18     @Autowired
19     private RabbitmqProducer rabbitmqProducer;
20 
21     @RequestMapping(value = "/sendMessage")
22     @ResponseBody
23     public void rabbitmqSendMessage() {
24         String msg = "消息产===>生者<===消息message: ";
25         for (int i = 0; i < 100000; i++) {
26             rabbitmqProducer.producer(msg + i);
27         }
28     }
29 
30 }

最后就可以启动你的SpringBoot项目了。

 1 package com.example;
 2 
 3 import org.springframework.boot.SpringApplication;
 4 import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
 5 
 6 @SpringBootApplication
 7 public class RabbitmqApplication {
 8 
 9     public static void main(String[] args) {
10         SpringApplication.run(RabbitmqApplication.class, args);
11     }
12 
13 }

运行效果如下所示：

9、RabbitMQ原理理解，概念的理解。

1）、RabbitMQ的消息Message。

　　消息。消息是不具名的，它由消息头、消息体组成。消息体是不透明的，而消息头则由一系列可选属性组成，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(指出消息可能持久性存储)等。

2）、RabbitMQ的生产者Provider或者Publisher。

　　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。

3）、RabbitMQ的消费者Consumer。

　　消息的消费者。表示一个从消息队列中取得消息的客户端应用程序。

4）、RabbitMQ的交换器或者称为交换机Exchange。

　　交换器。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。三种常用的交换器类型，包含，direct(发布与订阅完全匹配，默认使用)、fanout(广播)、topic(主题，规则匹配)。

5）、RabbitMQ的绑定Binding。

　　绑定。用于消息队列Queue和交换器Exchange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。

6)、RabbitMQ的消息队列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，等待消费者链接到这个队列将其取走。

7）、RabbitMQ的路由键Routing-key。

　　路由键。RabbitMQ 决定消息该投递到哪个队列的规则。队列通过路由键绑定到交换器。消息发送到 MQ 服务器时，消息将拥有一个路由键，即便是空的，RabbitMQ 也会将其和绑定使用的路由键进行匹配。如果相匹配，消息将会投递到该队列。如果不匹配，消息将会进入黑洞。

8)、RabbitMQ的链接Connection。

　　链接。指Rabbitmq 服务器和服务建立的 TCP 链接。

9）、RabbitMQ的信道Channel。

　　信道。

a、Channel 中文叫做信道，是 TCP 里面的虚拟链接。例如：电缆相当于 TCP，信道是一个独立光纤束，一条 TCP 连接上创建多条信道是没有问题的。

b、TCP 一旦打开，就会创建 AMQP 信道。c、无论是发布消息、接收消息、订阅队列，这些动作都是通过信道完成的。

10）、RabbitMQ的虚拟主机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，必须在链接时指定， RabbitMQ 默认的 vhost 是/。

11）、RabbitMQ的消息队列服务器实体Borker。

　　表示消息队列服务器实体。

12）、RabbitMQ交换器和队列的关系。

　　交换器是通过路由键和队列绑定在一起的，如果消息拥有的路由键跟队列和交换器的路由键匹配，那么消息就会被路由到该绑定的队列中。　　也就是说，消息到队列的过程中，消息首先会经过交换器，接下来交换器在通过路由键匹配分发消息到具体的队列中。　　路由键可以理解为匹配的规则。

13）、RabbitMQ 为什么需要信道？为什么不是 TCP 直接通信？

　　TCP 的创建和销毁开销特别大。创建需要 3 次握手，销毁需要 4 次分手。　　如果不用信道，那应用程序就会以 TCP 链接 Rabbit，高峰时每秒成千上万条链接会造成资源巨大的浪费，而且操作系统每秒处理 TCP 链接数也是有限制的，必定造成性能瓶颈。　　信道的原理是一条线程一条通道，多条线程多条通道同用一条 TCP 链接。一条 TCP 链接可以容纳无限的信道，即使每秒成千上万的请求也不会成为性能的瓶颈。

10、RabbitMQ的架构设计，如下图所示。