RabbitMQ入门教程（概念，应用场景，安装，使用）

2017-10-23 本文已影响454人 Doris_Lee

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。

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：

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

Windows Linux安装教程
Mac 安装教程
安装成功后打开浏览器，访问 http://localhost:15672

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)

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）

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);