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消息队列-rabbitmq

🕗 发布于 2024-12-10 08:05 rabbitmq  消息队列  Java  spring boot  

消息队列-rabbitmq

摘要：本文将对rabbitmq进行介绍，涉及到其队列和交换机等核心概念，其底层的工作原理，如何解决消息重复消息积压等问题，如何保证消息的可靠性等经典的消息队列问题。最后，本文以一个Spring Boot框架中使用rabbitmq来对rabbitmq进行实战。
关键词：消息队列，rabbitmq，Spring Boot，Java

rabbitmq面试题

  1. rabbitmq是什么
    rabbitmq是一个开源的消息中间件，基于erlang语言开发，实现了高度灵活的消息队列模式，实现了AMQP协议（高级消息队列协议）。
  2. AMQP协议
    AMQP协议是一个独立于语言的消息队列协议，其中包括一些交换机、队列等概念，而rabbitmq是一个最有名的实现。
  3. rabbitmq整体架构和核心概念
    如下图是rabbitmq的整体架构图。
    在这里插入图片描述
    首先生产者发送消息时，需要指定发送到那一个交换机，并且指定RoutingKey路由键，消费者负责消费队列中的消息，多个消息者消费同一个队列，可以采用轮询的方式来分配消息，broker可以理解为一个rabbitmq实例。在broker内部，有交换机和队列，交换机收到生产者的消息，根据标签中的路由键和自身的类型，去匹配各个队列的BoudingKey绑定键，从而将消息转发到对应的队列中。
  4. 交换机的类型
  • Fanout Exchange：这种交换机下会把所有消息广播到所有绑定在这个交换机上的队列
  • Direct Exchange：最常用的，原理就是根据路由键和绑定键的完全匹配，路由到指定的队列
  • Topic Exchange：此时绑定键支持正则匹配，可以含有一些匹配符，某个消息的路由键模糊匹配到了对应的规则，机会被转发到这个队列
  • Headers Exchange：根据消息的Headers属性进行路由，现在已经很少使用
  1. rabbitmq工作原理
    首先是生产者通过TCP连接到rabbitmq的broker上，并且在其上面建立虚拟连接信道进行通信。生产者在发送消息的时候，需要指定交换机和路由键，broker收到消息后，由对应的交换机根据路由键匹配队列，并且将消息转发到对应的队列中。如果找不到匹配的队列，则可能将消息丢弃或者回退给生产者。
    消费者消费消息也是通过TCP连接到rabbitmq的broker上，然后指定队列，消费那个队列中的消息。
    注意无论是生产者还是消费者，都是在tcp连接上建立的信道，每一个信道都有一个唯一的信道id，多个信道可以复用一个tcp连接，每一个信道对应一个操作rabbitmq的线程，这样做的好处是节省了tcp连接的开销，有点类似于http2中的stream id。
  2. 死信交换机和死信队列
    首先是死信的概念，死信指的是一些无法正常被消费者消费的消息，有以下三种情况：
  • 消息被拒绝
  • 消息在队列中的时间超过了设置的生存时间
  • 队列达到最大长度
    成为死信的消息会被死信交换机DLX交换到绑定在DLX上的死信队列DLQ上。
    死信队列的应用场景如下：
  • 消息重试：某个消息消费者消费失败或者拒绝，可以将该消息重新路由到死信队列中，进行处理
  • 延迟队列：如果一个消息想要控制延时x秒执行，可以将这个消息的过期时间设置为x，然后路由到一个无消费者的队列中，那么当x秒后这个消息过期后，就会被路由到死信队列中，这是消费者按照顺序消费死信队列中的消息就可以实现延迟队列。
  • 异常监控处理：将系统中产生的异常消息全部路由到死信队列中，然后监控处理系统专门消费这个死信队列中的消息
  1. 优先级队列
    优先级队列就是可以根据消息的优先级进行排序和处理的队列，可以通过设置队列的参数，然后每一个消息带有一个优先级系数。
  2. 惰性队列
    一般的队列消息都有存放在内存中，如果消息过多过大则容易引起内存溢出的问题。解决此类问题的关键就是惰性队列，惰性队列的消息是存放在磁盘中，只有当需要的时候才会被加载进内存。
  3. rabbitmq如何保证消息的可靠性
  • 从生产者发送消息的角度：将信道设置为确认模式，消息只有被broker成功接收才返回一个ack，生产者根据ack来重试发送消息，直到消息被broker成功接收
  • 从broker的角度：消息和队列都设置为持久化模式，将数据持久化到磁盘；rabbitmq部署为集群模式，并且通过镜像队列在多个节点之间同步和复制，避免单点故障
  • 从消费者的角度：使用手动确认，只有当消费者成功消费这一个消息后，给broker发送确认，broker才能删除这条消息
  1. 各种消息队列的比较
  • ActiveMQ: 基于JMS（Java消息服务）标准，高并发时性能有所受限
  • RabbitMQ:实现了AMQP协议，具有高可靠性、灵活性和可扩展性
  • RocketMQ:阿里巴巴开源的分布式消息中间件服务，实现了基于主题的发布订阅模式，具有高吞吐量低延迟的特点
  • kafka：高吞吐量、低延迟，适用于大数据场景、实时数据分析

rabbitmq实战

这里以一个非常经典的场景来展示实践。在注册账号的过程中，可能会用到邮箱来发送验证码，这个时候，发送邮件这个操作是在注册过程中同步进行，发送邮件完了在返回，还是异步调用呢？显然后者是对用户更加友好的。

环境准备

实验平台：ubuntu20.04， 已安装docker和git
首先执行下面的命令，通过docker容器部署的方式搭建rabbitmq。

环境准备

docker run --name rabbitmq -d -p 5672:5672 -p 15672:15672 -e RABBITMQ_DEFAULT_USER=myuser -e RABBITMQ_DEFAULT_PASS=mypassword rabbitmq:3-management

主要代码

以下代码定义了一个消费者专门消费email队列中的消息，然后调用相关邮件服务发送邮件。

@Component
public class RabbitmqListener {
    @Autowired
    EmailService emailService;

    @Autowired
    ElasticsearchService elasticsearchService;

    @RabbitListener(queues = "email")
    public void onEmailMessageFromEmailQueue(EmailMessage emailMessage) throws Exception {
        emailService.sendEmail(emailMessage.email, emailMessage.msg);
    }
}

以下方法为生产者代码，如下：

public void sendCode(String email) {
        String code_ = Utils.createCode();
        String key = email + code_;
        try {
            redisService.set(key, "1");
            redisService.expire(key, 180);
        } catch(Exception e) {
            redisService.del(key);
            log.error("发送验证码失败", e.getMessage());
            return;
        }
        String msg = String.format("你好，你这次操作的验证码为%s", code_);
        EmailMessage emailMessage = new EmailMessage(email, msg);
        rabbitTemplate.convertAndSend("wuHouBlog", "email", emailMessage);
    }

参考

-RabbitMQ 常见面试题


原文地址：https://blog.csdn.net/rtffcggh/article/details/144065531

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