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一、RabbitMq基础知识

0、概述

消息队列的作用就是接收消息生产者的消息，然后将消息发送到消费者

1、信道channel

我的理解是生产者/消费者和rabbitmq交互的一个通道，负责交换机、队列管理；消息发布和消费管理；事务管理等

2、交换机

四种交换机：

direct：可以用一个或者多个key绑定到一个或者多个队列上

topic：支持路由的适配符 # *

Fanout广播：将消息发送给所有的队列

Header头交换机：自定义通过头消息属性来定义路由的匹配

3、队列：保存消息的队列

4、消费者：消息的接收者

5、生产者：消息的发送者

二、 使用com.rabbitmq.client.*操作mq

2.1、基本操作

0、环境和依赖

<!-- 环境 
* jdk 1.8 
* idea
* springboot 2.2.6
-->
<!-- 依赖 这里只导入这个包，其中包含了Rabbit client的包-->
<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-amqp</artifactId>
</dependency>

1、创建连接和信道

//获取连接
ConnectionFactory factory = new ConnectionFactory();
factory.setHost("localhost");//mq主机地址
factory.setPort(5672);//端口，默认时5672
factory.setUsername("leyou");
factory.setPassword("leyou");
factory.setVirtualHost("/leyou");
Connection connection = factory.newConnection();
//获取信道
Channel channel = connection..createChannel();

2、申明交换机 / 队列 / 绑定交换机和队列

//交换机名，交换机类型
channel.exchangeDeclare(EXCHANGE, BuiltinExchangeType.DIRECT);
/**
* 第一个参数是queue：要创建的队列名
* 第二个参数是durable：是否持久化。如果为true，可以在RabbitMQ崩溃后恢复消息
* 第三个参数是exclusive：true表示一个队列只能被一个消费者占有并消费
* 第四个参数是autoDelete：true表示服务器不在使用这个队列是会自动删除它
* 第五个参数是arguments：包括死信队列，队列的ttl
*/
channel.queueDeclare(QUEUE_ONE,true,false,false,null);
//绑定交换机和队列  队列名，交换机名，routekey
channel.queueBind(QUEUE_ONE,EXCHANGE,GIRL);

3、发布消息

//1、交换机名 2、routekey 3、mandatory强制(需要return回调时必须设置为true) 4、发布消息参数 5、消息
channel.basicPublish(EXCHANGE,GIRL,true,null,"xxx降价了".getBytes());

4、接收消息

//接收消息前也需要获取连接和channel，申明队列
//接收消息
Consumer consumer = new DefaultConsumer(channel){
@Override
public void handleDelivery(String consumerTag, Envelope envelope, AMQP.BasicProperties properties, byte[] body) throws IOException {
        //拿到消息
        System.out.println(new String(body,"utf-8"));
    }
};
/**
* 参数说明
* 1：队列名字
* 2：是否自动应答 autoACk，为false时需要手动ack
* 3：消费者，当接收到消费者时会调用给对象中的 handleDelivery 方法
*/
channel.basicConsume(QUEUE_ONE,true,consumer);

2.2、基本应用

1、功能：

有两个人小明和小华，小明对美女感兴趣，小华对股票和没事感兴趣，使用消息队列将他们感兴趣的消息发送给他们两个

2、实现：

（1）写一个类来提供创建连接和信道；
（2）生产者（发送消息方）类发送消息
（3）消费者（接收消息）类接收消息

• 连接类

public class ConnectionUtil {
    /**
     * 使用原始的rabbitmq client api 操作mq
     */
    private static ConnectionFactory factory = new ConnectionFactory();
    private static Connection connection;
    /*
    获取连接
    注意导包：需要导client下面的包
     */
    public static Connection getConnection() throws IOException, TimeoutException {
//        factory.setHost("localhost");
//        factory.setPort(5672);
        factory.setUsername("leyou");
        factory.setPassword("leyou");
        factory.setVirtualHost("/leyou");
        connection = factory.newConnection();
        return connection;
    }

    public static void close() throws IOException {
        connection.close();
    }
    /*
    创建信道
     */
    public static Channel getChannel() throws IOException, TimeoutException {
        return getConnection().createChannel();
    }
}

• 生产者

//生产者
public class provice{

    public void producerMsg() throws IOException, TimeoutException, InterruptedException {
        Channel channel = ConnectionUtil.getChannel();
        String EXCHANGE = "direct_exchange";
        channel.exchangeDeclare(EXCHANGE, BuiltinExchangeType.DIRECT);
        //定义两个队列名
        String QUEUE_ONE = "beauty_queue";
        String QUEUE_TWO = "food_queue";
        channel.queueDeclare(QUEUE_ONE,true,false,false,null);
        channel.queueDeclare(QUEUE_TWO,true,false,false,null);
        //定义三个key
        String GIRL = "girl";
        String SHARE = "share";
        String FOOD = "food";
        //绑定
        channel.queueBind(QUEUE_ONE,EXCHANGE,GIRL);
        channel.queueBind(QUEUE_TWO,EXCHANGE,SHARE);
        channel.queueBind(QUEUE_TWO,EXCHANGE,FOOD);
        //发送消息
        /**
         * 参数：1交换机，2routekey 3 mandatory：强制；(需要return回调时必须设置为true)
         * 3参数，4消息字节数据
         */
        channel.basicPublish(EXCHANGE,GIRL,true,null,"快看，是她".getBytes());
        channel.basicPublish(EXCHANGE,SHARE,true,null,"股票涨了".getBytes());
        channel.basicPublish(EXCHANGE,FOOD,true,null,"肯德基降价了".getBytes());
        //关闭连接
        channel.close();
        ConnectionUtil.close();
    }
}

• 消费者

public class ConsumerMq { // 消费消息

    /**
     * 使用原始的rabbitmq client api 操作mq
     */
    String EXCHANGE = "direct_exchange";
    String QUEUE_ONE = "beauty_queue";
    String QUEUE_TWO = "food_queue";
    //key
    String GIRL = "girl";
    String SHARE = "share";
    String FOOD = "food";

    public void consumer() throws IOException, TimeoutException {
        Channel channel = ConnectionUtil.getChannel();
        /**
         * 第一个参数是queue：要创建的队列名
         * 第二个参数是durable：是否持久化。如果为true，可以在RabbitMQ崩溃后恢复消息
         * 第三个参数是exclusive：true表示一个队列只能被一个消费者占有并消费
         * 第四个参数是autoDelete：true表示服务器不在使用这个队列是会自动删除它
         * 第五个参数是arguments：包括死信队列，队列的ttl，
         */
        channel.queueDeclare(QUEUE_ONE,true,false,false,null);
        channel.queueDeclare(QUEUE_TWO,true,false,false,null);
        //在生产者绑定了交换机和队列，在这里就不需要绑定
        //channel.queueBind(QUEUE_ONE,EXCHANGE,GIRL);
        //channel.queueBind(QUEUE_TWO,EXCHANGE,SHARE);
        //channel.queueBind(QUEUE_TWO,EXCHANGE,FOOD);

        //接收消息
        Consumer consumer = new DefaultConsumer(channel){
            @Override
            public void handleDelivery(String consumerTag, Envelope envelope, AMQP.BasicProperties properties, byte[] body) throws IOException {
                System.out.println(new String(body,"utf-8"));
                //手动应答ack可以在该方法中进行；参数：1.消息tag，2.是否批量ack
                channel.basicAck(envelope.getDeliveryTag(),false);
            }
        };
        /**
         * 参数说明
         * 1：队列名字
         * 2：是否自动应答 autoACk 为false时需要手动ack
         * 3：消费者，当接收到消费者时会调用给对象中的 handleDelivery 方法
         */
        channel.basicConsume(QUEUE_ONE,false,consumer);
        channel.basicConsume(QUEUE_TWO,false,consumer);
    }
}

2.3、mq事务，发送方确认，和消息回调

概述

消息的发送链路 生产者 -> exchange --> queue --> 消费者；为确保消息发送到rabbitmq，amqp协议提供了三个机制来保证：事务，发送方确认（ack），消息回调（returncallback）；事务的方式和数据库的事务类似，这里不做详细介绍；发送方确认是当消息发送到交换机时， broker（实现amqp协议的服务端，这里指rabbitmq）会回调发送者的一个固定方法来确认消息成功发送；消息回调是发生在交换机通过路由key转发到队列的过程中，如果消息不能通过key找到对应的queue则回调一个固定方法将消息返回给生产者，确保消息不丢失

1、mq事务

• rabbitMq是支持事务的，但是使用事务的效率很低，在消息数量很大的情况下影响性能

2、发送方确认

对于固定消息体大小和线程数，如果消息持久化，生产者confirm(或者采用事务机制)，消费者ack那么对性能有很大的影响.

消息持久化的优化没有太好方法，用更好的物理存储（SAS, SSD, RAID卡）总会带来改善。生产者confirm这一环节的优化则主要在于客户端程序的优化之上。归纳起来，客户端实现生产者confirm有三种编程方式：

1. 普通confirm模式：每发送一条消息后，调用waitForConfirms()方法，等待服务器端confirm。实际上是一种串行confirm了。
2. 批量confirm模式：每发送一批消息后，调用waitForConfirms()方法，等待服务器端confirm。
3. 异步confirm模式：提供一个回调方法，服务端confirm了一条或者多条消息后Client端会回调这个方法。

• [ ]  普通confirm模式

//要点
//第1种
//普通confirm模式最简单，publish一条消息后，等待服务器端confirm,如果服务端返回false或者超时时间内未返回，客户端进行消息重传。
//1.发消息前
channel.confirmSelect();
//2.发消息后
//判断消息发送是否成功
if(channel.waitForConfirms()){
    System.out.println("消息发送成功");
}

• [ ]  批量confirm模式

批量confirm模式稍微复杂一点，客户端程序需要定期（每隔多少秒）或者定量（达到多少条）或者两则结合起来publish消息，然后等待服务器端confirm, 相比普通confirm模式，批量极大提升confirm效率，但是问题在于一旦出现confirm返回false或者超时的情况时，客户端需要将这一批次的消息全部重发，这会带来明显的重复消息数量，并且，当消息经常丢失时，批量confirm性能应该是不升反降的。

channel.confirmSelect();
for(int i=0;i<batchCount;i++){
    channel.basicPublish(ConfirmConfig.exchangeName, ConfirmConfig.routingKey, MessageProperties.PERSISTENT_TEXT_PLAIN, ConfirmConfig.msg_10B.getBytes());
}
if(!channel.waitForConfirms()){
    System.out.println("send message failed.");
}

异步confirm模式

异步confirm模式的编程实现最复杂，Channel对象提供的ConfirmListener()回调方法只包含deliveryTag（当前Chanel发出的消息序号），我们需要自己为每一个Channel维护一个unconfirm的消息序号集合，每publish一条数据，集合中元素加1，每回调一次handleAck方法，unconfirm集合删掉相应的一条（multiple=false）或多条（multiple=true）记录。从程序运行效率上看，这个unconfirm集合最好采用有序集合SortedSet存储结构。实际上，SDK中的waitForConfirms()方法也是通过SortedSet维护消息序号的。

关键代码：

SortedSet<Long> confirmSet = Collections.synchronizedSortedSet(new TreeSet<Long>());
//别忘这行代码
 channel.confirmSelect();
//添加监听器
channel.addConfirmListener(new ConfirmListener() {
    public void handleAck(long deliveryTag, boolean multiple) throws IOException {
        if (multiple) {
            confirmSet.headSet(deliveryTag + 1).clear();
        } else {
            confirmSet.remove(deliveryTag);
        }
    }
    public void handleNack(long deliveryTag, boolean multiple) throws IOException {
        System.out.println("Nack, SeqNo: " + deliveryTag + ", multiple: " + multiple);
        if (multiple) {
            confirmSet.headSet(deliveryTag + 1).clear();
        } else {
            confirmSet.remove(deliveryTag);
        }
    }
});
while (true) {
    long nextSeqNo = channel.getNextPublishSeqNo();
    channel.basicPublish(ConfirmConfig.exchangeName, ConfirmConfig.routingKey, MessageProperties.PERSISTENT_TEXT_PLAIN, ConfirmConfig.msg_10B.getBytes());
    confirmSet.add(nextSeqNo);
}

3、消息回调

//要点
//1.发送消息是将第三个参数mandatory设置为true
channel.basicPublish(EXCHANGE,FOOD,true,null,"肯德基降价了".getBytes());
//2.添加消息回调监听器
channel.addReturnListener(new ReturnListener() {
     @Override
     public void handleReturn(int i, String s, String s1, String s2, AMQP.BasicProperties basicProperties, byte[] bytes) throws IOException {
         System.out.println("消息不可路由"+new String(bytes,"utf-8"));
     }
 });
//注意：开启回调不能关闭连接和信道，

2.4、接收方确认

1、概述

接收方ack分为手动和自动，在接收消息时设置

//第二个参数就是指定是否手动ack false时为手动
channel.basicConsume(QUEUE_ONE,false,consumer);

手动ack有三种

• 单个确认
• 单个拒绝
• 批量拒绝

2、代码实现

单个确认ack

//接收消息
Consumer consumer = new DefaultConsumer(channel){
    @Override
    public void handleDelivery(String consumerTag, Envelope envelope, AMQP.BasicProperties properties, byte[] body) throws IOException {
        System.out.println(new String(body,"utf-8"));
        //手动应答ack可以在该方法中进行；参数：1.消息tag，2.是否批量ack
        channel.basicAck(envelope.getDeliveryTag(),false);
        //拒绝消息;参数：1.消息tag；2.消息是否重新入队，当只有一个消费者时，会引起重复消费
        channel.basicReject(envelope.getDeliveryTag(),false);
        //批量ack消息;参数：1.消息tag；2.是否批量ack消息，3.是否重回队列
        channel.basicNack(envelope.getDeliveryTag(),true,false);
    }
};
//这里只需要条应答的语句，我这里知识都列出来
channel.basicConsume(QUEUE_ONE,false,consumer);
//注意上面第二个参数要为false才能手动ack

2.5、消息TTL和队列TTL、死信队列、延迟队列

这一块暂时不使用原始RabbitMq Client API实现，后面再研究，但是会使用下面的org.springframework.amqp来实现

三、使用org.springframework.amqp操作mq

3.1、前言：

Spring对RabbitMp进行了抽象，将交换机，队列，消息，绑定，连接等抽象出实体类，方便操作，还提供了RabbitAdmit 和RabbitTemplate 来方便交换机队列的管理以及消息的发送接收等

3.2、基本实例

0、环境和依赖

<!-- 环境 
* jdk 1.8 
* idea
* springboot 2.2.6
  -->
<!-- 依赖 -->
<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-amqp</artifactId>
</dependency>

1、实例

发送消息告诉消费者超时打折了快来购物

• 配置类

@Configuration
public class RabbitConfig {
    private final static Logger log = LoggerFactory.getLogger(RabbitConfig.class);

    private final static String EXCHANGE_NAME = "verification_code_exchange";
    private final static String VERIFICATION_CODE_QUEUE = "verification_code_queue";
    private final static String VERIFICATION_CODE_ROUTE_KEY = "verification_code_key";

    //死信交换机和队列和key
    private final static String DLX_EXCHANGE_NAME = "dlx-exchange";
    private final static String DLX_KEY = "verification_code_key";

    @Bean
    public CachingConnectionFactory connectionFactory(){
        CachingConnectionFactory conn = new CachingConnectionFactory();
        conn.setUsername("leyou");
        conn.setPassword("leyou");
        conn.setVirtualHost("/leyou");
        //消息发送到mq发送确认消息给生产者
        conn.setPublisherConfirmType(CachingConnectionFactory.ConfirmType.CORRELATED);
        //消息发送到mq，通过绑定的key找不到queue，则发送消息给生产者
        conn.setPublisherReturns(true);
        return conn;
    }

    @Bean
    public RabbitTemplate rabbitTemplate(CachingConnectionFactory connectionFactory) {
        RabbitTemplate rabbitTemplate = new RabbitTemplate(connectionFactory);
        //设置消息序列化
        rabbitTemplate.setMessageConverter(converter());
        //消息的确认回调
//        rabbitTemplate.setConfirmCallback(new RabbitTemplate.ConfirmCallback() {
//            @Override
//            public void confirm(CorrelationData correlationData, boolean b, String s) {
//
//            }
//        });
        rabbitTemplate.setConfirmCallback((correlationData, ack, cause) -> {
            //ack为确认消息是否成功发送到mq
            if(ack){
                //成功发送
                log.info("消息发送成功");
            }
        });
        //改标志位设置位true时，当交换机根据自身类型和routeKey无法找到对应的队列时，
        // 则mq会将消息返还给生产者
        //当为false时则mq会将消息直接删除
        rabbitTemplate.setMandatory(true);
        //消息，返回码，返回内容，交换机，路由key
        rabbitTemplate.setReturnCallback((Message message, int replyCode, String replyText, String exchange, String routingKey)->{
            //消息
            log.info("message:{},replyCode:{},replyText:{},exchange:{},routingKey:{}",message,replyCode,replyText,exchange,routingKey);
        });
        return rabbitTemplate;
    }

    /**
     * 注入rabbitadmin 用来申明交换机和队列，主要作用是代替原始的使用channl申明的做法，全部交给这个对象来完成
     * @param connectionFactory
     * @return
     */
    @Bean
    public RabbitAdmin rabbitAdmit(CachingConnectionFactory connectionFactory){
        RabbitAdmin rabbitAdmin = new RabbitAdmin(connectionFactory);
        return rabbitAdmin;
    }

    /**
     * 消息序化对象
     * 默认使用的是JDK的序列化，这里配置了后就可以将消息序列化为json格式
     */
    @Bean
    public MessageConverter converter() {
        return new Jackson2JsonMessageConverter();
    }

    /**
     * 申明一个交换机
     */
    @Bean
    public DirectExchange verificationCodeExchange(RabbitAdmin rabbitAdmin){
        DirectExchange exchange = new DirectExchange(EXCHANGE_NAME);
        rabbitAdmin.declareExchange(exchange);
        return exchange;
    }

    /**
     * 申明一个队列
     * @param rabbitAdmin
     * @return
     */
    @Bean
    public Queue getQueue(RabbitAdmin rabbitAdmin){
        Queue queue = new Queue(VERIFICATION_CODE_QUEUE, true,false,false,null);
        rabbitAdmin.declareQueue(queue);
        return queue;
    }

    /**
     * 申明一个绑定
     * @param rabbitAdmin
     * @param verificationCodeExchange
     * @return
     */
    @Bean
    public Binding bindingQueue(RabbitAdmin rabbitAdmin,DirectExchange verificationCodeExchange){
        Binding with = BindingBuilder.bind(getQueue(rabbitAdmin)).to(verificationCodeExchange).with(VERIFICATION_CODE_ROUTE_KEY);
        rabbitAdmin.declareBinding(with);
        return with;
    }
}

说明：上面用到了生产者confirm和消息回调机制
1、生产者confirm关键代码：

//1、创建连接时
conn.setPublisherConfirmType(CachingConnectionFactory.ConfirmType.CORRELATED);
//2、创建rabbitTemplate时
rabbitTemplate.setConfirmCallback((correlationData, ack, cause) -> {
    //ack为确认消息是否成功发送到mq
    if(ack){
        //成功发送
        log.info("消息发送成功");
    }
});

2、消息回调机制关键代码：

//1、创建连接时
conn.setPublisherReturns(true);
//2、创建rabbitTemplate时
//改标志位设置位true时，当交换机根据自身类型和routeKey无法找到对应的队列时，
// 则mq会将消息返还给生产者
//当为false时则mq会将消息直接删除
rabbitTemplate.setMandatory(true);     
rabbitTemplate.setReturnCallback((Message message, int replyCode, String replyText, String exchange, String routingKey)->{
            //消息
log.info("message:{},replyCode:{},replyText:{},exchange:{},routingKey:{}",message,replyCode,replyText,exchange,routingKey);
});

生产者：

@Component
public class RabbitSender {
    //注入rabbitTemplate
    @Autowired
    private RabbitTemplate rabbitTemplate;

    public void sendMsg(){
        //构建消息
        Message message = MessageBuilder.withBody(
                JSONObject.toJSONString(MessageModel.builder().id(msgId).context("超市打折，快来抢购！").build()).getBytes()).build();
        //消息持久化
        message.getMessageProperties().setDeliveryMode(MessageDeliveryMode.PERSISTENT);
        //消息的媒体类型
        message.getMessageProperties().setContentType(MessageProperties.CONTENT_TYPE_JSON);
        //消息的自定义关联id
        CorrelationData correlationData = new CorrelationData(String.valueOf(msgId));
        rabbitTemplate.convertAndSend(exchange,routingKey,message,new MessagePostProcessor(){
            //消息后置处理器，可以在下面这个方法中对消息进行相关属性的设置
            @Override
            public Message postProcessMessage(Message message) throws AmqpException {
                //比如可以设置上面 这些属性等
                //message.getMessageProperties().setDeliveryMode(MessageDeliveryMode.PERSISTENT);//消息持久化问题                                                              //message.getMessageProperties().setContentType(MessageProperties.CONTENT_TYPE_JSON);//消息的媒体类型
                return message;
            }
        },correlationData);
    }

}

消费者

@Component
public class RabbitReceive {

    @RabbitListener(bindings = @QueueBinding(exchange = @Exchange(value = EXCHANGE_NAME, type = ExchangeTypes.DIRECT),
            key = VERIFICATION_CODE_ROUTE_KEY,
            value = @Queue(value = VERIFICATION_CODE_QUEUE, autoDelete = "false"),
            ignoreDeclarationExceptions = "true"),
            concurrency = "1", // 指定监听该队列的消费者个数
            ackMode = "MANUAL"// 手动ack
    )
    public void receiveCode(Channel channel, Message msg, @Headers Map<String, Object> headers) throws IOException, InterruptedException {
        String msgId = (String) headers.get("spring_listener_return_correlation");
        long tag = msg.getMessageProperties().getDeliveryTag();
        channel.basicAck(tag, false);
    }
}

其中：发送方确认（生产者confirm）、消息回调上面代码都包含了；消费者ack则和原始方法是一样的

下面介绍消息TTL，队列TTL，死信队列，延迟队列

• 消息和队列的TTL

//消息ttl
//在构建消息时设置消息的过期时间
Message message = MessageBuilder.withBody(
                JSONObject.toJSONString(MessageModel.builder().id(msgId).context("超市打折，快来抢购！").build()).getBytes()).build();
//消息的过期时间
message.getMessageProperties().setExpiration("5000");
//队列的ttl
//在创建队列时通过参数设置
Map<String, Object> args = new HashMap<>();
//指定死信交换机
args.put("x-dead-letter-exchange", DLX_EXCHANGE_NAME);
//指定死信队列的key
args.put("x-dead-letter-routing-key", DLX_KEY);
//设置队列中消息的过期时间 ms
args.put("x-message-ttl",10000);
//整个队列的过期时间，过期后整个队列会被删除
//args.put("x-expires",10000);
Queue queue = new Queue(VERIFICATION_CODE_QUEUE, true,false,false,args);

上面还包括死信队列的属性设置，和死信队列key，关于死信队列的配置，还需要配置一个死信交换机和一个死信队列；当有消息或队列的ttl过期，消息超过队列最大长度，消息被拒绝且设置不重新回队列，则消息会被转发到死信交换机，再转发到死信队列。

• 关于延迟队列的实现方法有两种

1. 使用死信队列，用一个设置了ttl的队列来存放消息，该队列不需要消费者监听，然后给该队列配置死信交换机和队列，消费者监听死信队列，这样就能达到时间达到延迟收到消息的目的
2. 使用rabbitmq插件的方式实现，这里先不写，放到下一篇笔记中

最后

感谢你看到这里，看完有什么的不懂的可以在评论区问我，觉得文章对你有帮助的话记得给我点个赞，每天都会分享java相关技术文章或行业资讯，欢迎大家关注和转发文章！