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RabbitMQ【尚硅谷】

消息 队列 系统 数据 RabbitMQ 队列
2023-04-22 10:59:08 时间

1.MQ 的相关概念

1.1什么是 MQ

​ MQ(message queue)，从字面意思上看，本质是个队列，FIFO 先入先出，只不过队列中存放的内容是message 而已，还是一种跨进程的通信机制，用于上下游传递消息。在互联网架构中，MQ 是一种非常常见的上下游“逻辑解耦+物理解耦”的消息通信服务。使用了 MQ 之后，消息发送上游只需要依赖 MQ，不用依赖其他服务。

1.2为什么要用 MQ

  1. 流量消峰

    ​ 举个例子，如果订单系统最多能处理一万次订单，这个处理能力应付正常时段的下单时绰绰有余，正常时段我们下单一秒后就能返回结果。但是在高峰期，如果有两万次下单操作系统是处理不了的，只能限制订单超过一万后不允许用户下单。使用消息队列做缓冲，我们可以取消这个限制，把一秒内下的订单分散成一段时间来处理，这时有些用户可能在下单十几秒后才能收到下单成功的操作，但是比不能下单的体验要好。

  2. 应用解耦

    ​ 以电商应用为例，应用中有订单系统、库存系统、物流系统、支付系统。用户创建订单后，如果耦合调用库存系统、物流系统、支付系统，任何一个子系统出了故障，都会造成下单操作异常。当转变成基于消息队列的方式后，系统间调用的问题会减少很多，比如物流系统因为发生故障，需要几分钟来修复。在这几分钟的时间里，物流系统要处理的内存被缓存在消息队列中，用户的下单操作可以正常完成。当物流系统恢复后，继续处理订单信息即可，中单用户感受不到物流系统的故障，提升系统的可用性。

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  1. 异步处理

    ​ 有些服务间调用是异步的，例如 A 调用 B，B 需要花费很长时间执行，但是 A 需要知道 B 什么时候可以执行完，以前一般有两种方式，A 过一段时间去调用 B 的查询 api 查询。或者 A 提供一个 callback api，B 执行完之后调用 api 通知 A 服务。这两种方式都不是很优雅，使用消息总线，可以很方便解决这个问题，A 调用 B 服务后，只需要监听 B 处理完成的消息，当 B 处理完成后，会发送一条消息给 MQ，MQ 会将此消息转发给 A 服务。这样 A 服务既不用循环调用 B 的查询 api，也不用提供 callback api。同样 B 服务也不用做这些操作。A 服务还能及时的得到异步处理成功的消息。

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1.3MQ 的分类

  1. ActiveMQ

    ​ 优点：单机吞吐量万级，时效性 ms 级，可用性高，基于主从架构实现高可用性，消息可靠性较低的概率丢失数据缺点:官方社区现在对 ActiveMQ 5.x维护越来越少，高吞吐量场景较少使用。

  2. 2.Kafka

大数据的杀手锏，谈到大数据领域内的消息传输，则绕不开 Kafka，这款为大数据而生的消息中间件，

以其百万级 TPS 的吞吐量名声大噪，迅速成为大数据领域的宠儿，在数据采集、传输、存储的过程中发挥

着举足轻重的作用。目前已经被 LinkedIn，Uber, Twitter, Netflix 等大公司所采纳。

优点:

​ 性能卓越，单机写入 TPS 约在百万条/秒，最大的优点，就是吞吐量高。时效性 ms 级可用性非常高，kafka 是分布式的，一个数据多个副本，少数机器宕机，不会丢失数据，不会导致不可用,消费者采用 Pull 方式获取消息, 消息有序, 通过控制能够保证所有消息被消费且仅被消费一次;有优秀的第三方Kafka Web 管理界面 Kafka-Manager；在日志领域比较成熟，被多家公司和多个开源项目使用；功能支持：功能较为简单，主要支持简单的 MQ 功能，在大数据领域的实时计算以及日志采集被大规模使用

缺点：

​ Kafka 单机超过 64 个队列/分区，Load 会发生明显的飙高现象，队列越多，load 越高，发送消息响应时间变长，使用短轮询方式，实时性取决于轮询间隔时间，消费失败不支持重试；支持消息顺序，但是一台代理宕机后，就会产生消息乱序，社区更新较慢；

  1. RocketMQ

    ​ RocketMQ 出自阿里巴巴的开源产品，用 Java 语言实现，在设计时参考了 Kafka，并做出了自己的一些改进。被阿里巴巴广泛应用在订单，交易，充值，流计算，消息推送，日志流式处理，binglog 分发等场景。

    ​ 优点:

    ​ 单机吞吐量十万级,可用性非常高，分布式架构,消息可以做到 0 丢失MQ 功能较为完善，还是分布式的，扩展性好,支持 10 亿级别的消息堆积，不会因为堆积导致性能下降,源码是 java 我们可以自己阅读源码，定制自己公司的 MQ

    ​ 缺点：

    ​ 支持的客户端语言不多，目前是 java 及 c++，其中 c++不成熟；社区活跃度一般,没有在 MQ核心中去实现 JMS 等接口,有些系统要迁移需要修改大量代码

1.4MQ 的选择

1.Kafka

Kafka 主要特点是基于 Pull 的模式来处理消息消费，追求高吞吐量，一开始的目的就是用于日志收集和传输，适合产生大量数据的互联网服务的数据收集业务。大型公司建议可以选用，如果有日志采集功能，肯定是首选 kafka 了。

尚硅谷官网 kafka 视频连接 http://www.gulixueyuan.com/course/330/tasks

2.RocketMQ

天生为金融互联网领域而生，对于可靠性要求很高的场景，尤其是电商里面的订单扣款，以及业务削

峰，在大量交易涌入时，后端可能无法及时处理的情况。RoketMQ 在稳定性上可能更值得信赖，这些业务场景在阿里双 11 已经经历了多次考验，如果你的业务有上述并发场景，建议可以选择 RocketMQ。

3.RabbitMQ

结合 erlang 语言本身的并发优势，性能好时效性微秒级，社区活跃度也比较高，管理界面用起来十分方便，如果你的数据量没有那么大，中小型公司优先选择功能比较完备的 RabbitMQ。

2.RabbitMQ

2.1RabbitMQ 的概念

​ RabbitMQ 是一个消息中间件：它接受并转发消息。你可以把它当做一个快递站点，当你要发送一个包裹时，你把你的包裹放到快递站，快递员最终会把你的快递送到收件人那里，按照这种逻辑 RabbitMQ 是一个快递站，一个快递员帮你传递快件。RabbitMQ 与快递站的主要区别在于，它不处理快件而是接收，存储和转发消息数据。

2.2四大核心概念

2.2.1生产者:

​ 产生数据发送消息的程序是生产者

2.2.2交换机:

​ 交换机是 RabbitMQ 非常重要的一个部件，一方面它接收来自生产者的消息，另一方面它将消息推送到队列中。交换机必须确切知道如何处理它接收到的消息，是将这些消息推送到特定队列还是推送到多个队列，亦或者是把消息丢弃，这个得有交换机类型决定队列

2.2.2.1队列

​ 队列是 ：RabbitMQ 内部使用的一种数据结构，尽管消息流经 RabbitMQ 和应用程序，但它们只能存储在队列中。队列仅受主机的内存和磁盘限制的约束，本质上是一个大的消息缓冲区。许多生产者可以将消息发送到一个队列，许多消费者可以尝试从一个队列接收数据。这就是我们使用队列的方式

2.2.3消费者

​ 消费与接收具有相似的含义。消费者大多时候是一个等待接收消息的程序。请注意生产者，消费者和消息中间件很多时候并不在同一机器上。同一个应用程序既可以是生产者又是可以是消费者。

2.3RabbitMQ 核心部分

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2.4各个名词介绍

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2.4.1Broker

​ 接收和分发消息的应用，RabbitMQ Server 就是 Message Broker

2.4.2Virtual host

​ 出于多租户和安全因素设计的，把 AMQP 的基本组件划分到一个虚拟的分组中，类似于网络中的 namespace 概念。当多个不同的用户使用同一个 RabbitMQ server 提供的服务时，可以划分出多个 vhost，每个用户在自己的 vhost 创建 exchange／queue 等

2.4.3Connection

​ publisher／consumer 和 broker 之间的 TCP 连接

2.4.4Channel

​ 如果每一次访问 RabbitMQ 都建立一个 Connection，在消息量大的时候建立 TCP Connection 的开销将是巨大的，效率也较低。Channel 是在 connection 内部建立的逻辑连接，如果应用程序支持多线程，通常每个 thread 创建单独的 channel 进行通讯，AMQP method 包含了 channel id 帮助客户端和 message broker 识别 channel，所以 channel 之间是完全隔离的。Channel 作为轻量级的****Connection 极大减少了操作系统建立 TCP connection 的开销

2.4.5Exchange

​ message 到达 broker 的第一站，根据分发规则，匹配查询表中的 routing key，分发消息到 queue 中去。常用的类型有：direct (point-to-point), topic (publish-subscribe) and fanout (multicast)

2.4.6Queue

​ 消息最终被送到这里等待 consumer 取走

2.4.7Binding

​ exchange 和 queue 之间的虚拟连接，binding 中可以包含 routing key，Binding 信息被保存到 exchange 中的查询表中，用于 message 的分发依据

2.5安装

1.官网地址

​ https://www.rabbitmq.com/download.html

2.文件上传

​ 上传到/usr/local/software 目录下(如果没有 software 需要自己创建)

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3.安装文件(分别按照以下顺序安装)

​ rpm -ivh erlang-21.3-1.el7.x86_64.rpm

​ yum install socat -y

​ rpm -ivh rabbitmq-server-3.8.8-1.el7.noarch.rpm

4.常用命令(按照以下顺序执行)

​ 添加开机启动 RabbitMQ 服务

​ chkconfig rabbitmq-server on

​ 启动服务

​ /sbin/service rabbitmq-server start

​ 查看服务状态

​ /sbin/service rabbitmq-server status

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停止服务(选择执行)

​ /sbin/service rabbitmq-server stop

开启 web 管理插件

​ rabbitmq-plugins enable rabbitmq_management

用默认账号密码(guest)访问地址 http://47.115.185.244:15672/出现权限问题

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5.添加一个新的用户

​ 创建账号

​ rabbitmqctl add_user admin 123

​ 设置用户角色

​ rabbitmqctl set_user_tags admin administrator

​ 设置用户权限

​ set_permissions [-p ]

​ rabbitmqctl set_permissions -p "/" admin "." "." ".*"

用户 user_admin 具有/vhost1 这个 virtual host 中所有资源的配置、写、读权限

​ 当前用户和角色

​ rabbitmqctl list_users

6.再次利用 admin 用户登录

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7.重置命令

​ 关闭应用的命令为

​ rabbitmqctl stop_app

​ 清除的命令为

​ rabbitmqctl reset

​ 重新启动命令为

​ rabbitmqctl start_app

2.6Hello World RabbitMQ

​ 我们将用 Java 编写两个程序。发送单个消息的生产者和接收消息并打印出来的消费者。我们将介绍 Java API 中的一些细节。在下图中，“ P”是我们的生产者，“ C”是我们的消费者。中间的框是一个队列-RabbitMQ 代表使用者保留的消息缓冲区

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2.6.1导入依赖

<!--指定 jdk 编译版本-->
<build>
 <plugins>
 <plugin>
 <groupId>org.apache.maven.plugins</groupId>
 <artifactId>maven-compiler-plugin</artifactId>
 <configuration>
 <source>8</source>
 <target>8</target>
 </configuration>
 </plugin>
 </plugins>
</build>
<dependencies>
 <!--rabbitmq 依赖客户端-->
 <dependency>
 <groupId>com.rabbitmq</groupId>
 <artifactId>amqp-client</artifactId>
 <version>5.8.0</version>
 </dependency>
 <!--操作文件流的一个依赖-->
 <dependency>
 <groupId>commons-io</groupId>
 <artifactId>commons-io</artifactId>
 <version>2.6</version>
 </dependency>
</dependencies>

2.6.2消息生产者

package com.lkjedu.rabbitmq;

import com.rabbitmq.client.Channel;
import com.rabbitmq.client.Connection;
import com.rabbitmq.client.ConnectionFactory;

import java.io.IOException;
import java.util.concurrent.TimeoutException;

public class RabbitMQDemo01 {
    public static final String QUEUE_NAME = "Hello";

    public static void main(String[] args) throws IOException, TimeoutException {
//        创建一个工厂
        ConnectionFactory conn = new ConnectionFactory();
//        工厂ip链接RabbitMQ的队列
        conn.setHost("192.168.80.130");
//        密码
        conn.setUsername("admin");
        conn.setPassword("123");
//        创建连接
        Connection connection = conn.newConnection();
//        获取信道
        Channel channel = connection.createChannel();
        /*
        生成一个队列
            1.队列名称
            2.队列里的消息是否持久化，默认情况存储在内存中
            3.该队列是否只供一个消费者消费 是否共享消息 true 表示可以多个消费者消费
            4.是否自动删除 最后一个消费者端连接以后 该队列是否自动删除 true表示自动删除，反之亦然
            5.其他参数
         */
        channel.queueDeclare(QUEUE_NAME,false,false,false,null);
//        发消息
        String message = "hello Word";
        /*
        * 发送消息
        * 方法参数：
        *   1.发送到那个交换机
        *   2.路由的Key值是哪一个 本次队列的名称
        *   3.其他参数信息
        *   4.发送消息的消息体
        * */
        channel.basicPublish("",QUEUE_NAME,null,message.getBytes());
        System.out.println("消息发送成功");

    }
}

2.6.3消息消费者

package com.lkjedu.rabbitmq;

import com.rabbitmq.client.*;

import java.io.IOException;
import java.util.concurrent.TimeoutException;

public class Consumer {
    public static final String QUEUE_NAME = "Hello";

    public static void main(String[] args) throws IOException, TimeoutException {
        //创建连接工厂
        ConnectionFactory factory = new ConnectionFactory();
        factory.setHost("192.168.80.130");
        factory.setUsername("admin");
        factory.setPassword("123");

//        建立连接,创建信道
        Connection connection = factory.newConnection();
        Channel channel = connection.createChannel();

//        声明接受消息
        DeliverCallback deliverCallback = (consumerTag,message) -> {
            System.out.println(new String(message.getBody()));
        };
//        取消消息时候的回调
        CancelCallback cancelCallback = consumerTag -> {
            System.out.println("消息消费被中断");
        };


        /*
        * 消费者消费消息
        *   方法参数：
        *       1.消费那个队列
        *       2.消费成功后是否要自动应答，true代表自动应答，反之亦然
        *       3.消费者未成功消费的一个回调
        *       4.消费者取消消费的回调
        * */
        channel.basicConsume(QUEUE_NAME,true,deliverCallback,cancelCallback);
    }
}

WorkQueues

​ 工作队列(又称任务队列)的主要思想是避免立即执行资源密集型任务，而不得不等待它完成。相反我们安排任务在之后执行。我们把任务封装为消息并将其发送到队列。在后台运行的工作进程将弹出任务并最终执行作业。当有多个工作线程时，这些工作线程将一起处理这些任务。

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