SpringBoot - 消息入门详解与RabbitMQ安装实例

【1】概述

大多应用中，可通过消息服务中间件来提升系统异步通信、扩展解耦能力。

场景如下，用户注册信息写入数据库后需要发送邮件和短信。图一同步方式，需要150ms;图二短信和邮件使用了多线程方式，共需要100ms;图三则使用了消息队列，共需要55ms。

这里写图片描述

消息服务中两个重要概念：消息代理(message broker)和目的地(destination)。

当消息发送者发送消息以后，将由消息代理接管，消息代理保证消息传递到指定目的地。

消息队列主要有两种形式的目的地

① 队列（queue）：点对点消息通信（point-to-point）

点对点式：消息发送者发送消息，消息代理将其放入一个队列中，消息接收者从队列中获取消息内容，消息读取后被移出队列。
.
消息只有唯一的发送者和接受者，但并不是说只能有一个接收者(一个消息只能被一个消息接收着接受，消息一旦被接受，消息就会被移除队列，其他接收者不能接受该消息)。

② 主题（topic）：发布（publish）/订阅（subscribe）消息通信

发送者（发布者）发送消息到主题，多个接收者（订阅者）监听（订阅）这个主题，那么就会在消息到达时同时收到消息。

两种常见的消息服务规范

① JMS(Java Message Service)Java消息服务

基于JVM消息代理的规范，ActiveMQ、HHornetMQ是JMS常见实现。

② 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。

二者对比如下：

–/– JMS AMQP

定义 JavaAPI 网络级协议

跨语言否是

跨平台否是

Model 提供两种消息模型：①Peer-2-Peer、②Pub/sub 提供了五种消息模型：①、direct exchange②、fanout exchange③、topic change④、headers exchange⑤、system exchange本质来讲，后四种和JMS的pub/sub模型没有太大差别，仅是在路由机制上做了更详细的划分；

支持消息类型多种消息类型：TextMessage MapMessage BytesMessage StreamMessage ObjectMessage Message(只有消息头和属性) byte[]当实际应用时，有复杂的消息，可以将消息序列化后发送

综合评价 JMS 定义了JAVA API层面的标准；在java体系中，多个client均可以通过JMS进行交互，不需要应用修改代码，但是其对跨平台的支持较差； AMQP定义了wire-level层的协议标准；天然具有跨平台、跨语言特性

–/–	JMS	AMQP
定义	JavaAPI	网络级协议
跨语言	否	是
跨平台	否	是
Model	提供两种消息模型：①Peer-2-Peer、②Pub/sub	提供了五种消息模型：①、direct exchange②、fanout exchange③、topic change④、headers exchange⑤、system exchange本质来讲，后四种和JMS的pub/sub模型没有太大差别，仅是在路由机制上做了更详细的划分；
支持消息类型	多种消息类型：TextMessage MapMessage BytesMessage StreamMessage ObjectMessage Message(只有消息头和属性)	byte[]当实际应用时，有复杂的消息，可以将消息序列化后发送
综合评价	JMS 定义了JAVA API层面的标准；在java体系中，多个client均可以通过JMS进行交互，不需要应用修改代码，但是其对跨平台的支持较差；	AMQP定义了wire-level层的协议标准；天然具有跨平台、跨语言特性

Spring对消息的支持

spring-jms提供了对JMS的支持
spring-rabbit提供了对AMQP的支持
需要ConnectionFactory的实现来连接消息代理
提供JmsTemplate、RabbitTemplate来发送消息
@JmsListener（JMS）、@RabbitListener（AMQP）注解在方法上监听消息代理发布的消息
@EnableJms、@EnableRabbit开启支持

Spring Boot自动配置

JmsAutoConfiguration
RabbitAutoConfiguration

【2】RabbitMQ简介

RabbitMQ是一个由erlang开发的AMQP(Advanved Message Queue Protocol)的开源实现。

核心概念

① Message

消息，消息是不具名的，它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。

② 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 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。
Exchange有4种类型：direct(默认)，fanout, topic, 和headers，不同类型的Exchange转发消息的策略有所区别。

④ 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。

⑤ Binding

绑定，用于消息队列和交换器之间的关联。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。

⑥ Connection

网络连接，比如一个TCP连接。

⑦ 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。

⑧ 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。

⑨ 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 / 。

⑩ Broker

表示消息队列服务器实体。

这里写图片描述

【3】RabbitMQ运行机制

① AMQP 中的消息路由

AMQP 中消息的路由过程和 Java 开发者熟悉的 JMS 存在一些差别，AMQP 中增加了 Exchange 和 Binding 的角色。生产者把消息发布到 Exchange 上，消息最终到达队列并被消费者接收，而 Binding 决定交换器的消息应该发送到那个队列。

这里写图片描述

② Exchange 类型

Exchange分发消息时根据类型的不同分发策略有区别，目前共四种类型：direct、fanout、topic、headers 。headers 匹配 AMQP 消息的 header 而不是路由键， headers 交换器和 direct 交换器完全一致，但性能差很多，目前几乎用不到了，所以直接看另外三种类型。

Direct交换示意图如下(点对点)：

这里写图片描述

消息中的路由键（routing key）如果和 Binding 中的 binding key 一致，交换器就将消息发到对应的队列中。路由键与队列名完全匹配，如果一个队列绑定到交换机要求路由键为“dog”，则只转发 routing key 标记为“dog”的消息，不会转发“dog.puppy”，也不会转发“dog.guard”等等。它是完全匹配、单播的模式。

fanout交换示意图如下(广播)：

这里写图片描述

每个发到 fanout 类型交换器的消息都会分到所有绑定的队列上去。

fanout 交换器不处理路由键，只是简单的将队列绑定到交换器上，每个发送到交换器的消息都会被转发到与该交换器绑定的所有队列上。很像子网广播，每台子网内的主机都获得了一份复制的消息。

fanout 类型转发消息是最快的。

Topic交换示意图如下(类似主题订阅)：

这里写图片描述

topic 交换器通过模式匹配分配消息的路由键属性，将路由键和某个模式进行匹配，此时队列需要绑定到一个模式上。模式将路由键和绑定键的字符串切分成单词，这些单词之间用点隔开。

模式同样也会识别两个通配符：符号“#”和符号“*”。#匹配0个或多个单词，*匹配一个单词。

【4】使用Docker简单安装RabbitMQ

这里只做演示，项目正式使用请指定其他属性！

docker命令安装过程如下：

[root@localhost usr]# docker pull registry.docker-cn.com/library/rabiit:3-management
Trying to pull repository registry.docker-cn.com/library/rabiit ...
Pulling repository registry.docker-cn.com/library/rabiit
Error: image library/rabiit:3-management not found
[root@localhost usr]# docker pull registry.docker-cn.com/library/rabbitmq:3-management
Trying to pull repository registry.docker-cn.com/library/rabbitmq ...
3-management: Pulling from registry.docker-cn.com/library/rabbitmq
683abbb4ea60: Already exists
30a58d97bcb5: Pull complete
339d92e50514: Pull complete
99cb74af4ef9: Pull complete
3d613e36722e: Pull complete
d1b318f0f6ea: Pull complete
ca5353148d5a: Pull complete
a3a6bcd90a9d: Pull complete
72614292b2e2: Pull complete
19a96fc487f8: Pull complete
696abb49b23e: Pull complete
53c6e9343188: Pull complete
88c4f8e825c2: Pull complete
3d9da7eb1ad5: Pull complete
Digest: sha256:c024e226a727cfe0545f6976fbf245c3ba8c810f50b609f16467de54824ce563
Status: Downloaded newer image for registry.docker-cn.com/library/rabbitmq:3-management

镜像中国加速地址：http://www.docker-cn.com/registry-mirror

Docker镜像Hub地址：https://hub.docker.com/

查看安装的镜像并启动Rabbit容器：

[root@localhost usr]# docker images
REPOSITORY                                TAG                 IMAGE ID            CREATED             SIZE
registry.docker-cn.com/library/redis      latest              71a81cb279e3        9 days ago          83.4 MB
registry.docker-cn.com/library/rabbitmq   3-management        500d74765467        9 days ago          149 MB
docker.io/tomcat                          latest              61205f6444f9        3 weeks ago         467 MB
docker.io/mysql                           5.7.22              0d16d0a97dd1        2 months ago        372 MB
docker.io/mysql                           latest              a8a59477268d        2 months ago        445 MB
[root@localhost usr]# docker run -d -p 5672:5672 -p 15672:15672 --name myrabiit 500d74765467