MQ のクイックスタートと RabbitMQ の 5 つの動作モード

MQ の基礎知識

MQ の基本概念

MQ の概要

MQ の基礎知識

MQ の基本概念

MQ の正式名称は Message Queue (メッセージキュー) で、メッセージ送信時にメッセージを格納するコンテナです。主に分散システム間の通信に使用されます。

MQ の概要

MQ、メッセージキュー、メッセージを格納するためのミドルウェア
分散システム通信には、直接リモート呼び出しとサードパーティの助けを借りた間接通信の 2 つの方法があります。
送信者はプロデューサーと呼ばれ、受信者はコンシューマと呼ばれます

MQ の長所と短所

アドバンテージ

アプリケーションの分離

受注システムから直接発注を行う場合、在庫システムに問い合わせて該当商品の在庫が十分にあるかどうかを確認するなどの一連の作業が行われますが、この時に在庫システムがダウンするとシステム全体が停止してしまいます。麻痺した
MQ を使用してアプリケーションを分離し、耐障害性と保守性を向上させます。このとき注文システムはミドルウェアMQに直接接続されており、後続システムが麻痺しても注文システムは麻痺しない

非同期の高速化

注文にかかる時間: 20 + 300 + 300 + 300 = 920 ミリ秒。ユーザーが注文ボタンをクリックした後、注文の応答を得るまでに 920 ミリ秒待つ必要がありますが、これでは遅すぎます。

MQ を使用した後、ユーザーが注文ボタンをクリックした後、注文応答を受け取るまでに 25 ミリ秒待つだけで済みます (20 + 5 = 25 ミリ秒)。ユーザーエクスペリエンスとシステムスループット (単位時間あたりに処理されるリクエストの数) が向上します。

山を削り谷を埋める

瞬時に大量の同時リクエストに直面すると、システムが直接クラッシュする可能性があります

MQ の導入後は、大量のリクエストを最初に MQ にバッファリングし、その後 MQ を介してリクエストをゆっくりとシステムに送信することで、ピークの削減と谷の埋め込みの効果を実現できます。

不利益

システムの可用性が低下し、

システムに導入される外部依存性が増えるほど、システムの安定性は悪化します。MQ がダウンすると、ビジネスに影響が及びます。MQ の高可用性を確保するにはどうすればよいですか?
システムの複雑さの増加

MQ の追加により、システムの複雑さが大幅に増加しました。以前はシステム間で同期リモート呼び出しがありましたが、現在は MQ を介して非同期呼び出しが行われます。メッセージが繰り返し消費されないようにするにはどうすればよいでしょうか? メッセージ損失にどう対処するか? では、メッセージ配信の順序を確保するにはどうすればよいでしょうか?
一貫性の問題

システム A は業務の処理を終了し、MQ を介してシステム B、C、D の 3 つのシステムにメッセージデータを送信します。システム B、C で処理が成功すると、システム D での処理は失敗します。メッセージデータ処理の一貫性を確保するにはどうすればよいですか?

RabbitMQ の概要

2007 年に、AMQP 標準に基づいて Rabbit Technology Company によって開発された RabbitMQ 1.0 がリリースされました。RabbitMQ は Erlang 言語で開発されています。Erlang 言語はエリクソンによって設計され、高度に同時実行された分散システムの開発のために特別に開発された言語であり、電気通信分野で広く使用されています。

インフラストラクチャー

RabbitMQ のインストール

イメージをオンラインでプルする

docker pull Rabbitmq:3-management

MQ をインストールする

次のコマンドを実行して MQ コンテナを実行します。

docker run \
 -e RABBITMQ_DEFAULT_USER=itcast \
 -e RABBITMQ_DEFAULT_PASS=123321 \
 --name mq \
 --hostname mq1 \
 -p 15672:15672 \
 -p 5672:5672 \
 -d \
 rabbitmq:3-management

コンソールにアクセスします ( http://ip アドレス:15672 )

動作モード

シンプルモード、ワークキュー、パブリッシュ/サブスクライブパブリッシュおよびサブスクリプションモード、ルーティングルーティングモード、トピックテーマモードの 5 つの作業モードがあります。

厳密に言えば、RPC は RabbitMq の動作モードに属しておらず、ここでは導入は行われません ( RabbitMQ: 使いやすく、柔軟なメッセージングとストリーミング — RabbitMQ）

シンプルモード（プロデューサーコンシューマーモード）

P: プロデューサー、つまりメッセージを送信するプログラム
C: コンシューマ: メッセージの受信者は常にメッセージの到着を待ちます。
queue: メッセージキュー、図の赤い部分。メールボックスと同様に、メッセージをキャッシュできます。プロデューサーはそこにメッセージを投稿し、コンシューマーはそこからメッセージを取得します。

プロデューサー

ConnectionFactory connectionFactory = new ConnectionFactory();
   //rabbitmq服务的ip地址
   connectionFactory.setHost("192.168.101.133");
   connectionFactory.setPort(5672);
   //连接的虚拟机
   connectionFactory.setVirtualHost("/itcast");
   //用户名
   connectionFactory.setUsername("heima");
   //密码
   connectionFactory.setPassword("heima");
   //建立连接
   Connection connection = connectionFactory.newConnection();
   //再从连接中创建channel建立真正的连接
   Channel channel = connection.createChannel();

/**   
队列声明
AMQP.Queue.DeclareOk queueDeclare(String queue, boolean durable, boolean exclusive, boolean autoDelete,
   Map<String, Object> arguments)
 1. queue: 队列名称
 2.durable:是否持久化，如果不持久化，mq重启之后队列就不存在了
 3. exclusive:是否独占。只能有一个消费者监听这队列
 当Connection关闭时，是否删除队列
 4.autoDelete:是否自动删除。当没有Consumer时，自动删除掉
 5.arguments: 参数。
 */
 channel.queueDeclare("hello_world",true,false,false,null);
//发送的消息
 String body="hello rabbitmq~~~~";
/**
 void basicPublish(String exchange, String routingKey, BasicProperties props, byte[] body)
 1.exchange:交换机名称。简单模式下交换机会使用默认的""
 2.routingKev: 路由名称，简单模式下就是队列名称
 3.props: 配置信息
 4.body: 发送消息数据
 */
   channel.basicPublish("","hello_world",null,body.getBytes());
   //释放资源
   channel.close();
   connection.close();

消費者

ConnectionFactory connectionFactory = new ConnectionFactory();
connectionFactory.setHost("192.168.101.133");
connectionFactory.setPort(5672);
connectionFactory.setVirtualHost("/itcast");
connectionFactory.setUsername("heima");
connectionFactory.setPassword("heima");
Connection connection = connectionFactory.newConnection();
Channel channel = connection.createChannel();
channel.queueDeclare("hello_world",true,false,false,null);
Consumer consumer =new DefaultConsumer(channel){
/**
            回调方法，当收到消息后，会自动执行该方法
          1.consumerTag:标识
          2.envelope: 获取一些信息，交换机，路由key...2.
          3.properties:配置信息
          4.body: 数据
          */
    @Override
    public void handleDelivery(String consumerTag, Envelope envelope, AMQP.BasicProperties properties, byte[] body) throws IOException {
        System.out.println("consumerTag:"+consumerTag);
        System.out.println("Exchange:"+envelope.getExchange());
        System.out.println("consumerTag:"+consumerTag);
        System.out.println("bodys:"+new String(body));
    }
};
 /**
        basicConsume(string queue, boolean autoAck, Consumer callback)参数:
        1. queue:队列名称
        2.autoAck: 是否自动确认
        calLback: 回调对象,对获取到的消息进行处理
         */
channel.basicConsume("hello_world",true,consumer);

ワークキューワークキューモード

ワークキュー: スタータープログラムのシンプルモードと比較して、1 つ以上のコンシューマーがあり、複数のコンシューマーが同じキュー内のメッセージを一緒に消費します。同じメッセージを利用できるのは 1 人のコンシューマだけであるため、複数のコンシューマが競合関係にあります。
アプリケーションシナリオ: ワークキューを使用すると、タスクが重すぎる場合やタスクの数が多い場合に、タスクの処理速度を向上させることができます。例: 複数の SMS サービスの展開では、正常に送信するには 1 つのノードのみが必要です

プロデューサー

ConnectionFactory connectionFactory = new ConnectionFactory();
connectionFactory.setHost("192.168.101.133");
connectionFactory.setPort(5672);
connectionFactory.setVirtualHost("/itcast");
connectionFactory.setUsername("heima");
connectionFactory.setPassword("heima");
Connection connection = connectionFactory.newConnection();
Channel channel = connection.createChannel();
channel.queueDeclare("work_queues",true,false,false,null);
for (int i = 0; i < 10; i++) {
    String body="hello rabbitmq~~~~"+i;
    channel.basicPublish("","work_queues",null,body.getBytes());
}

//释放资源
channel.close();
connection.close();

コンシューマのコードはシンプルモードと同じであり、繰り返し表示されることはなく、同じメッセージがコンシューマによって消費されるのは 1 回だけであり、2 つのコンシューマが競合関係にあることがわかります。消費方式を採用しています

Pub/Sub サブスクリプションモデル

サブスクリプションモデルでは、追加の Exchange ロールがあり、プロセスが若干変更されます。つまり、プロデューサーはメッセージをスイッチに転送し、スイッチはメッセージルートを別のキューに分散し、コンシューマはメッセージルートを取得するために別のキューをリッスンします。メッセージ

交換：交換(X)。一方では、プロデューサーから送信されたメッセージを受信します。一方、メッセージを特定のキューに配信する、すべてのキューに配信する、またはメッセージを破棄するなど、メッセージを処理する方法を知っています。どのように動作するかは、Exchange の種類によって異なります。

Exchange には一般的に 3 つのタイプがあります。

➢ファンアウト: ブロードキャスト、交換にバインドされたすべてのキューにメッセージを配信します。

➢ Direct : 方向性があり、指定されたルーティングキーに一致するキューにメッセージを配信します。

➢トピック: ワイルドカード、ルーティングパターン (ルーティングパターン) に一致するキューにメッセージを送信します。

Exchange (交換) はメッセージの転送のみを担当し、メッセージを保存する機能を持っていないため、Exchange にバインドされたキューがない場合、またはルーティングルールを満たすキューがない場合、メッセージは失われます。

プロデューサー

 ConnectionFactory connectionFactory = new ConnectionFactory();
        //rabbitmq服务的ip地址
        connectionFactory.setHost("192.168.101.134");
        connectionFactory.setPort(5672);
        //连接的虚拟机
        connectionFactory.setVirtualHost("/itcast");
        //用户名
        connectionFactory.setUsername("heima");
        //密码
        connectionFactory.setPassword("heima");
        //建立连接
        Connection connection = connectionFactory.newConnection();
        //再从连接中创建channel建立真正的连接
        Channel channel = connection.createChannel();
        /**
         Exchange.DeclareOk exchangeDeclare(String exchange,
         BuiltinExchangeType type,
         boolean durable,
         boolean autoDelete,
         boolean internal,
         Map<String, Object> arguments) throws IOException;
         exchange:交换机名称
         type:交换机类型
         DIRECT("direct"),:定向
         FANOUT(“fanout"),:广播，发送消息到每一个与之绑定队列。
         TOPIC(“topic"),通配符的方式
         HEADERS(“headers");参数匹配
         3.durable:是否持久化
         4. autoDelete:是否自动删除
         5.参数列表
         */
        //创建交换机
        String  exchangeName="test_fanout";
        channel.exchangeDeclare(exchangeName, BuiltinExchangeType.FANOUT,true,false,false,null);
        //创建队列
        String queue1Name="test_fanout_queue1";
        String queue2Name="test_fanout_queue2";
        channel.queueDeclare(queue1Name,true,false,false,null);
        channel.queueDeclare(queue2Name,true,false,false,null);
        channel.queueBind(queue1Name,exchangeName,"");
        channel.queueBind(queue2Name,exchangeName,"");
String body="日志信息，rabbitmq瘫痪了！！！";
channel.basicPublish(exchangeName,"",null,body.getBytes());
        //释放资源
        channel.close();
        connection.close();

2 人のコンシューマーはリッスンキューを変更するだけで済みます

ConnectionFactory connectionFactory = new ConnectionFactory();
connectionFactory.setHost("192.168.101.134");
connectionFactory.setPort(5672);
connectionFactory.setVirtualHost("/itcast");
connectionFactory.setUsername("heima");
connectionFactory.setPassword("heima");
Connection connection = connectionFactory.newConnection();
Channel channel = connection.createChannel();

Consumer consumer =new DefaultConsumer(channel){
 /**
    回调方法
  */
    @Override
    public void handleDelivery(String consumerTag, Envelope envelope, AMQP.BasicProperties properties, byte[] body) throws IOException {
        System.out.println("bodys:"+new String(body));
        System.out.println("将日志打印在控制台");
    }
};
String queue1Name="test_fanout_queue1";

channel.basicConsume(queue1Name,true,consumer);

サブスクリプションモードを見つけます。同じメッセージは 2 つのキューに分散され、異なるマイクロサービスが同じメッセージに対して異なるビジネス処理を実行できます。たとえば、図の同じメッセージが異なるコンシューマーによって取得された後の操作は異なりますの。

ルーティングルーティングモード

ルーティングモードでは、キューとスイッチ間のバインディングを任意にバインドすることはできませんが、RoutingKey を指定する必要があります。Exchange はメッセージの Routing Key に基づいて判断します。キューの RoutingKey がルーティングとまったく同じである場合のみです。メッセージのキーは、メッセージを受信します。コンシューマーは、メッセージを送信するときに、最初にメッセージのルーティングキーを指定する必要があります。ルーティングキーを指定して、このメッセージによってさまざまなマイクロサービスが指定された操作を実行できるかどうかを判断できます。

プロデューサー

ConnectionFactory connectionFactory = new ConnectionFactory();
        //rabbitmq服务的ip地址
        connectionFactory.setHost("192.168.101.134");
        connectionFactory.setPort(5672);
        //连接的虚拟机
        connectionFactory.setVirtualHost("/itcast");
        //用户名
        connectionFactory.setUsername("heima");
        //密码
        connectionFactory.setPassword("heima");
        //建立连接
        Connection connection = connectionFactory.newConnection();
        //再从连接中创建channel建立真正的连接
        Channel channel = connection.createChannel();

        //创建交换机
        String  exchangeName="test_direct";
        channel.exchangeDeclare(exchangeName, BuiltinExchangeType.DIRECT,true,false,false,null);
        //创建队列
        String queue1Name="test_direct_queue1";
        String queue2Name="test_direct_queue2";
        channel.queueDeclare(queue1Name,true,false,false,null);
        channel.queueDeclare(queue2Name,true,false,false,null);
        //队列绑定交换机，并指定Routing key
        channel.queueBind(queue1Name,exchangeName,"error");
        channel.queueBind(queue2Name,exchangeName,"info");
        channel.queueBind(queue2Name,exchangeName,"error");
        channel.queueBind(queue2Name,exchangeName,"warning");
String body="日志信息，rabbitmq瘫痪了！！！";
channel.basicPublish(exchangeName,"info",null,body.getBytes());
        //释放资源
        channel.close();
        connection.close();

消費者

ConnectionFactory connectionFactory = new ConnectionFactory();
connectionFactory.setHost("192.168.101.134");
connectionFactory.setPort(5672);
connectionFactory.setVirtualHost("/itcast");
connectionFactory.setUsername("heima");
connectionFactory.setPassword("heima");
Connection connection = connectionFactory.newConnection();
Channel channel = connection.createChannel();

Consumer consumer =new DefaultConsumer(channel){
 /**
    回调方法
  */
    @Override
    public void handleDelivery(String consumerTag, Envelope envelope, AMQP.BasicProperties properties, byte[] body) throws IOException {
        System.out.println("bodys:"+new String(body));
        System.out.println("将日志保存到数据库");
    }
};
String queue2Name="test_direct_queue2";
channel.basicConsume(queue2Name,true,consumer);

トピックのワイルドカードパターン

Direct と比較して、Topic タイプは、RoutingKey に従ってメッセージを異なるキューにルーティングできます。トピックタイプ Exchange では、ルーティングキーをバインドするときにキューでワイルドカードを使用できるというだけです。
ルーティングキーは通常、「.」で区切られた 1 つ以上の単語で構成されます (例: item.insert)。
ワイルドカードルール: # は 1 つ以上の単語に一致し、* は 1 つの単語に一致します。例: item.# は item.insert.abc または item.insert に一致し、item.* は item.insert にのみ一致します

プロデューサー

キュー 1 はキー照合にエラーと順序のワイルドカードを使用し、キュー 2 は汎用照合を実行できますが、キーが Goods.info の場合、キュー 1 は正常に照合できません。

ConnectionFactory connectionFactory = new ConnectionFactory();
        //rabbitmq服务的ip地址
        connectionFactory.setHost("192.168.101.134");
        connectionFactory.setPort(5672);
        //连接的虚拟机
        connectionFactory.setVirtualHost("/itcast");
        //用户名
        connectionFactory.setUsername("heima");
        //密码
        connectionFactory.setPassword("heima");
        //建立连接
        Connection connection = connectionFactory.newConnection();
        //再从连接中创建channel建立真正的连接
        Channel channel = connection.createChannel();

        //创建交换机
        String  exchangeName="test_topic";
        channel.exchangeDeclare(exchangeName, BuiltinExchangeType.TOPIC,true,false,false,null);
        //创建队列
        String queue1Name="test_topic_queue1";
        String queue2Name="test_topic_queue2";
        channel.queueDeclare(queue1Name,true,false,false,null);
        channel.queueDeclare(queue2Name,true,false,false,null);
//绑定key时，采用*或#进行模糊化
        channel.queueBind(queue1Name,exchangeName,"#.error");
        channel.queueBind(queue1Name,exchangeName,"order.*");
        channel.queueBind(queue2Name,exchangeName,"*.*");
String body="日志信息，rabbitmq瘫痪了！！！";
channel.basicPublish(exchangeName,"goods.info",null,body.getBytes());
        //释放资源
        channel.close();
        connection.close();

Springboot は RabbitMQ を統合します

AMQP 依存関係をインポートする

<!--AMQP依赖，包含RabbitMQ-->
<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-amqp</artifactId>
</dependency>

yml設定を書き込む

spring:
  rabbitmq:
    host: 192.168.101.134 #rabbitMQ的ip地址
    port: 5672 #端口
    username: itcast
    password: 123321
    virtual-host: "/"
    listener:
      simple:
        prefetch: 1

RabbitMQ 構成クラス

これは主に、キューとスイッチの宣言、キューとスイッチのバインドの完了、およびルーティングキーの指定に使用されます。

@Configuration
public class RabbitMQConfig {
    public static final String EXCHANGE_NAME="boot_topic_exchange";
    public static final String QUEUE_NAME="boot_QUEUE";
    //交换机
    @Bean("bootExchange")
    public Exchange bootExchange(){
        return ExchangeBuilder.topicExchange(EXCHANGE_NAME).durable(true).build();
    }
    //队列
    @Bean("bootQueue")
    public Queue bootQueue(){
        return QueueBuilder.durable(QUEUE_NAME).build();
    }
    //队列和交换机绑定
    @Bean
    public Binding bindQueueExchange(
            @Qualifier("bootQueue") Queue queue,@Qualifier("bootExchange") Exchange exchange
    ){
        return BindingBuilder.bind(queue).to(exchange).with("boot.*").noargs();
    }

プロデューサー

RabbitTemplate を直接挿入して、メッセージを簡単かつ迅速に送信します

@SpringBootTest
public class PublishTest {
    @Autowired
    private RabbitTemplate rabbitTemplate;
    @Test
    public void test(){
        rabbitTemplate.convertAndSend(RabbitMQConfig.EXCHANGE_NAME,"boot.haha","helloword,mq");
    }
}

消費者

@Component
public class RabbitMQListener {
    @RabbitListener(queues = "boot_QUEUE")
    public void ListenerQueue(Message message){
        System.out.println(message);
    }
}