消息队列RabbitMQ核心：交换机（路由、主题、发布订阅）

百思不得小赵

发布于 2022-12-20 14:11:09

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发布于 2022-12-20 14:11:09

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上篇文章：消息队列RabbitMQ核心：简单（Hello World）模式、队列（Work Queues）模式、发布确认模式

在上一篇的学习中，使用创建了一个工作队列，我们假设的是工作队列背后，每个任务都恰好交给一个消费者(工作进程)。之前都是将消息发送到队列中，然后由消费者进行消费，其实在RabbitMQ有一个默认的交换机，在发消息时无需指定交换机。

在之前的场景下，当生产者发出消息后，此时消息只能被一个消费者所接收，每个消费者之间都是竞争关系。对应的架构图：

那么，是否可以实现生产者发送消息，一条消息可以被多个消费者所接收呢？

答案是可以的，此时就要引出交换机的概念，上面架构图演变如下：

一、交换机概述

RabbitMQ 消息传递模型的核心思想是: 生产者生产的消息从不会直接发送到队列。实际上，通常生产者甚至都不知道这些消息传递传递到了哪些队列中。

相反，生产者只能将消息发送到交换机(exchange)，交换机工作的内容非常简单，一方面它接收来自生产者的消息，另一方面将它们推入队列。交换机必须确切知道如何处理收到的消息。是应该把这些消息放到特定队列还是说把他们到许多队列中还是说应该丢弃它们。这就的由交换机的类型来决定。

交换机的类型总共有以下几种：

直接 / 路由(direct), 主题(topic) ,标题(headers) , 扇出 / 发布订阅(fanout)

无名交换机

之前使用的是默认交换，通过空字符串(“”)进行标识。

 channel.basicPublish("","hello",null,message.getBytes());

第一个参数是交换机的名称。空字符串表示默认或无名称交换机：消息能路由发送到队列中其实是由 routingKey(bindingkey)绑定 key 指定的

临时队列

每当我们连接到 Rabbit 时，我们都需要一个全新的空队列，为此我们可以创建一个具有随机名称的队列，或者能让服务器为我们选择一个随机队列名称那就更好了。其次一旦我们断开了消费者的连接，队列将被自动删除。

创建临时队列的方式如下:

String queueName = channel.queueDeclare().getQueue();

生成的队列通常如下：

绑定(bindings)

binding 其实是 exchange 和 queue 之间的桥梁，它告诉我们 exchange 和那个队列进行了绑定关系。比如说下面这张图告诉我们的就是 X 与 Q1 和 Q2 进行了绑定

二、发布订阅（fanout）

它是将接收到的所有消息广播到它知道的所有队列中。系统中默认有的exchange 类型：

代码实战

相当于绑定相同的routingKey。

生产者:

public class EmitLog {

    public static final String EXCHANGE_NAME = "logs";

    public static void main(String[] args) throws Exception{
        Channel channel = RabbitMQUtils.getChannel();
        channel.exchangeDeclare(EXCHANGE_NAME,"fanout");
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        while (scanner.hasNext()){
            String message = scanner.next();
            channel.basicPublish(EXCHANGE_NAME,"",null,message.getBytes());
            System.out.println("生产者发送消息："+message);
        }
    }
}

消费者 1：

public class ReceiveLogs01 {

    // 交换机名称
    public static final String EXCHANGE_NAME = "logs";

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Channel channel = RabbitMQUtils.getChannel();
        //   声明一个交换机
        channel.exchangeDeclare(EXCHANGE_NAME,"fanout");

        /**
        * 声明的队列 临时队列
         *  生成一个临时队列 队列名称是随机的
         *  当消费者断开与队列的连接 队列会自动删除删除
        **/
        String queueName = channel.queueDeclare().getQueue();

        // 绑定交换机与队列
        channel.queueBind(queueName,EXCHANGE_NAME,"");
        System.out.println("等待接收消息。。。。");

        // 接收消息
        DeliverCallback deliverCallback = (consumerTag,  message) ->{
            System.out.println("ReceiveLogs01接收到的消息："+new String(message.getBody(),"UTF-8"));
        };
        channel.basicConsume(queueName,true,deliverCallback,consumerTag -> {});
    }
}

消费者 2：

public class ReceiveLogs02 {

    // 交换机名称
    public static final String EXCHANGE_NAME = "logs";

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Channel channel = RabbitMQUtils.getChannel();
        //   声明一个交换机
        channel.exchangeDeclare(EXCHANGE_NAME,"fanout");

        /**
         * 声明的队列 临时队列
         *  生成一个临时队列 队列名称是随机的
         *  当消费者断开与队列的连接 队列会自动删除删除
         **/
        String queueName = channel.queueDeclare().getQueue();

        // 绑定交换机与队列
        channel.queueBind(queueName,EXCHANGE_NAME,"");
        System.out.println("等待接收消息。。。。");

        // 接收消息
        DeliverCallback deliverCallback = (consumerTag, message) ->{
            System.out.println("ReceiveLogs02接收到的消息："+new String(message.getBody(),"UTF-8"));
        };
        channel.basicConsume(queueName,true,deliverCallback,consumerTag -> {});
    }
}

测试一下：生产者发送消息

消费者接收消息

实现了一个消息，让不同的消费者所接收。

三、路由（direct）

队列只对它绑定的交换机的消息感兴趣。绑定用参数：routingKey 来表示也可称该参数为 binding key，创建绑定我们用代码channel.queueBind(queueName, EXCHANGE_NAME, "routingKey");绑定之后的意义由其交换类型决定。

Direct这种类型的工作方式是，消息只去到它绑定的。routingKey 队列中去。

在上面这张图中，我们可以看到 X 绑定了两个队列，绑定类型是 direct。队列 Q1 绑定键为 orange，队列 Q2 绑定键有两个:一个绑定键为 black，另一个绑定键为 green
.在这种绑定情况下，生产者发布消息到 exchange 上，绑定键为 orange 的消息会被发布到队列Q1。绑定键为 blackgreen 和的消息会被发布到队列 Q2，其他消息类型的消息将被丢弃。

多重绑定

如果 exchange 的绑定类型是 direct，但是它绑定的多个队列的 key 如果都相同，在这种情况下虽然绑定类型是 direct 但是它表现的就和 fanout 有点类似了，就跟广播差不多。

代码实战

相当于绑定不同的routingKey，将消息发送到不同的队列中。

生产者：

public class EmitLogDirect {
    public static final String EXCHANGE_NAME = "direct_logs";

    public static void main(String[] args) throws Exception{
        Channel channel = RabbitMQUtils.getChannel();
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        while (scanner.hasNext()){
            String message = scanner.next();
            channel.basicPublish(EXCHANGE_NAME,"info",null,message.getBytes());
            System.out.println("生产者发送消息："+message);
        }
    }
}

消费者 1：

public class ReceiveLogsDirect01 {

    public static final String EXCHANGE_NAME = "direct_logs";

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Channel channel = RabbitMQUtils.getChannel();
        // 声明交换机
        channel.exchangeDeclare(EXCHANGE_NAME, BuiltinExchangeType.DIRECT);
        // 声明队列
        channel.queueDeclare("console", false, false, false, null);
        // 队列绑定交换机  指明 routingKey
        channel.queueBind("console",EXCHANGE_NAME,"info");
        channel.queueBind("console",EXCHANGE_NAME,"warning");

        // 接收消息
        DeliverCallback deliverCallback = (consumerTag, message) ->{
            System.out.println("ReceiveLogsDirect01接收到的消息："+new String(message.getBody(),"UTF-8"));
        };
        channel.basicConsume("console",true,deliverCallback,consumerTag -> {});
    }
}

消费者 2：

public class ReceiveLogsDirect02 {
    public static final String EXCHANGE_NAME = "direct_logs";

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Channel channel = RabbitMQUtils.getChannel();
        // 声明交换机
        channel.exchangeDeclare(EXCHANGE_NAME, BuiltinExchangeType.DIRECT);
        // 声明队列
        channel.queueDeclare("disk", false, false, false, null);
        // 队列绑定交换机  指明 routingKey
        channel.queueBind("disk", EXCHANGE_NAME, "error");
        // 接收消息
        DeliverCallback deliverCallback = (consumerTag, message) -> {
            System.out.println("ReceiveLogsDirect02接收到的消息：" + new String(message.getBody(), "UTF-8"));
        };
        channel.basicConsume("disk", true, deliverCallback, consumerTag -> {
        });
    }
}

测试一下：生产者发送消息

消费者1 接收到消息

消费者2 没有接收到消息

生产者发送消息到绑定了指定的routingKey的队列，对应的消费者才能收到消息。

四、主题（topic）

发送到类型是 topic 交换机的消息的 routing_key 不能随意写，必须满足一定的要求，它必须是一个单词列表，以点号分隔开。这些单词可以是任意单词，比如说："stock.usd.nyse", "nyse.vmw", "quick.orange.rabbit".这种类型的。当然这个单词列表最多不能超过 255 个字节。

注意点：

*(星号)可以代替一个单词
#(井号)可以替代零个或多个单词

Topic 匹配案例下图绑定关系如下: Q1–>绑定的是中间带 orange 带 3 个单词的字符串(*.orange.*) Q2–>绑定的是最后一个单词是 rabbit 的 3 个单词(*.*.rabbit)第一个单词是 lazy 的多个单词(lazy.#)

注意：

当一个队列绑定键是#,那么这个队列将接收所有数据，就有点像 fanout 了
如果队列绑定键当中没有#和*出现，那么该队列绑定类型就是 direct 了

代码实战

生产者

public class EmitLogTopic {
    public static final String EXCHANGE_NAME = "topic_logs";

    public static void main(String[] args) throws Exception{
        Channel channel = RabbitMQUtils.getChannel();
        channel.exchangeDeclare(EXCHANGE_NAME, BuiltinExchangeType.TOPIC);

        Map<String, String> bindingKeyMap = new HashMap<>();
        bindingKeyMap.put("quick.orange.rabbit","被队列 Q1 Q2 接收到");
        bindingKeyMap.put("lazy.orange.elephant","被队列 Q1 Q2 接收到");
        bindingKeyMap.put("quick.orange.fox","被队列 Q1 接收到");
        bindingKeyMap.put("lazy.brown.fox","被队列 Q2 接收到");
        bindingKeyMap.put("lazy.pink.rabbit","虽然满足两个绑定但只被队列 Q2 接收一次");
        bindingKeyMap.put("quick.brown.fox","不匹配任何绑定,不会被任何队列接收到,会被丢弃");
        bindingKeyMap.put("quick.orange.male.rabbit","是四个单词不匹配任何绑定会被丢弃");
        bindingKeyMap.put("lazy.orange.male.rabbit","是四个单词但匹配 Q2");

        for (Map.Entry<String, String> bindingKeyEntry : bindingKeyMap.entrySet()) {
            String routingKey = bindingKeyEntry.getKey();
            String message = bindingKeyEntry.getValue();
            channel.basicPublish(EXCHANGE_NAME,routingKey,null,message.getBytes("utf-8"));
            System.out.println("生产者发送消息："+message);
        }
    }
}

消费者 1：

public class ReceiveLogsTopic01 {

    public static final String EXCHANGE_NAME = "topic_logs";

    public static void main(String[] args) throws Exception{
        Channel channel = RabbitMQUtils.getChannel();
        channel.exchangeDeclare(EXCHANGE_NAME, BuiltinExchangeType.TOPIC);
        String queueName = "Q1";
        channel.queueDeclare(queueName,false,false,false,null);
        channel.queueBind(queueName,EXCHANGE_NAME,"*.orange.*");
        System.out.println("等待接收消息。。。。。");

        // 接收消息
        DeliverCallback deliverCallback = (consumerTag, message) ->{
            System.out.println("ReceiveLogsTopic01接收到的消息："+new String(message.getBody(),"UTF-8"));
            System.out.println("接收队列"+queueName+"绑定键："+message.getEnvelope().getRoutingKey());
        };
        channel.basicConsume(queueName,true,deliverCallback,consumerTag -> {});
    }
}

消费者 2：

public class ReceiveLogsTopic02 {

    public static final String EXCHANGE_NAME = "topic_logs";

    public static void main(String[] args) throws Exception{
        Channel channel = RabbitMQUtils.getChannel();
        channel.exchangeDeclare(EXCHANGE_NAME, BuiltinExchangeType.TOPIC);
        String queueName = "Q2";
        channel.queueDeclare(queueName,false,false,false,null);
        channel.queueBind(queueName,EXCHANGE_NAME,"*.*.rabbit");
        channel.queueBind(queueName,EXCHANGE_NAME,"lazy.#");

        System.out.println("等待接收消息。。。。。");

        // 接收消息
        DeliverCallback deliverCallback = (consumerTag, message) ->{
            System.out.println("ReceiveLogsTopic02接收到的消息："+new String(message.getBody(),"UTF-8"));
            System.out.println("接收队列"+queueName+"绑定键："+message.getEnvelope().getRoutingKey());
        };
        channel.basicConsume(queueName,true,deliverCallback,consumerTag -> {});
    }
}

测试一下：生产者发送消息