微服务的异步通信技术RabbitMQ
2023-03-22 12:57:11 155浏览
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前言
MQ的出现进一步降低了微服务模块之间的耦合度,相比于同步通信而言减少了关联服务的等待时间,使消息的传递更加多变,灵活
不管什么东西,只要被Spring整合就会变得十分简单,RabbitMQ也不例外
使用SpringAMQP来实现消息收发,不需要重复地配置连接参数,解决了一部分“硬编码”的问题。可以说和MyBatis整合JDBC非常相似。
在以前,使用原生的RabbitMQ收发消息是这样的:
使用SpringAMQP后收发消息是这样的:
这就是一个基本队列(Basic-Queue)
可以看到,只要引入依赖spring-boot-starter-amqp
,写好yml配置文件,建立连接、创建通道的工作Spring都为我们做好了,而我们要做的仅仅就是利用工具类发送、监听消息,可以说相当的方便!
针对不同的场景,我们要使用不同的队列模型:
1.WorkQueue(工作队列)
对于单一消费者情况(简单队列),当生产者每秒发送50条消息,消费者每秒处理40条消息,这样每秒钟就会多出10条消息无法处理,由此就会产生生产过剩而导致消息堆积在队列中,一旦达到队列内存的上限,新来的消息就无法被处理而被丢弃。
为了提高消息处理的速度,避免队列中消息的堆积可以将队列绑定多个消费者,即WorkQueue
为了方便观察控制台,一般这样设计:
生产者:
@Test
public void testSendMessage2WorkQueue() throws InterruptedException {
String queueName = "work.queue";
String message = "hello, MQQ";
for (int i = 1; i <= 50; i++) {
rabbitTemplate.convertAndSend(queueName, message + i);
Thread.sleep(20);
}
}
消费者:
为了尽可能的模拟真实场景(消费者处理消息的能力不同),所以设置两个消费者的sleep参数为不同的两个时间
@RabbitListener(queues = "work.queue")
public void listenWorkQueue1(String msg) throws InterruptedException {
System.out.println("消费者1接收到消息——【" + msg + "】" + "At "+LocalTime.now());
Thread.sleep(20);
}
@RabbitListener(queues = "work.queue")
public void listenWorkQueue2(String msg) throws InterruptedException {
System.err.println("消费者2接收到消息——【" + msg + "】" + "At "+ LocalTime.now());
Thread.sleep(200);
}
消息预取机制
运行后观察控制台,发现所有的消息处理完时间竟然花费了差不多五秒钟,很显然这样的效率是非常低下的:
为何绑定了两个消费者消费消息的速度不快反慢了呢?
仔细观察控制台会发现50条消息是被平均分配的,两个消费者分别消费id为偶数、奇数的消息,这样一想好像是处理能力差的消费者拖了后腿(200msX25=5000ms=5s),为什么会出现这样的情况?
这是由于MQ存在消息预取机制,即消费者会在处理之前预先拿到消息的通道,然后逐个处理消息,这个过程是与处理消息相隔离的!
如果还有人不明白就想想使用原生的RabbitMQ时我们是怎么处理消息的:
当执行完回调函数有可能消息都不会被处理,这时程序会继续向下执行,过段时间才会开始处理消息(其实我认为这也是体现RabbitMQ异步的一个地方)
这样的机制存在是保证异步性的关键,通过人为的设置参数也可以将消息预取的方式做出调整,来保证处理的效率,就像这样:
listener:
simple:
prefetch: 1
通过prefetch参数来保证消费者每次获取消息的个数,以及处理完成后才能获取下一个批次的消息
进行数据预取设置后消费者在一秒之内处理完了所有的消息:
由此可见对于WorkQueue中消费者的设置要进行“按劳分配”的策略才较为完美
使用工作队列WorkQueue之后处理消息的效率得到了很大的提升,并且也不会出现消息堆积的情况
2.Publish&Subscribe(发布-订阅)
对于简单队列和工作队列模型,生产者发布消息,消费者一旦消费完,消息就会被销毁。这样无法做到将一个消息同时发送给多个消费者。
对于一个微服务项目,在支付订单的模型中当支付服务完成,会发消息同时去通知短信服务、订单服务…这就需要保证消息的高可用,不能一个服务消费完消息就被销毁而导致其他服务接收不到消息
如何做到将同一消息发送给多个消费者并让其各自接收到?采用发布&订阅的工作模型即可
通过交换机(exchange)将消息路由到不同的队列中,再由消费者来消费各自订阅队列中的消息
针对不同的交换机种类会有不同的发布策略:
1.Fanout(广播)
SpringAMQPA提供了声明交换机、队列、绑定关系的API
所以使用Exchange接口下的实现类就可以实现将消息路由到每一个绑定的Queue中,使用代码就会变得非常简单,声明交换机并绑定队列即可:
@Bean
public FanoutExchange fanoutExchange(){
return new FanoutExchange("yu7.fanout");
}
// fanout.queue1
@Bean
public Queue fanoutQueue1(){
return new Queue("fanout.queue1");
}
// 绑定队列1到交换机
@Bean
public Binding fanoutBinding1(Queue fanoutQueue1, FanoutExchange fanoutExchange){
return BindingBuilder
.bind(fanoutQueue1)
.to(fanoutExchange);
}
// fanout.queue2
@Bean
public Queue fanoutQueue2(){
return new Queue("fanout.queue2");
}
// 绑定队列2到交换机
@Bean
public Binding fanoutBinding2(Queue fanoutQueue2, FanoutExchange fanoutExchange){
return BindingBuilder
.bind(fanoutQueue2)
.to(fanoutExchange);
}
注意:交换机只能用作消息的转发路由,不能用作消息的存储,一旦路由失败消息就会丢失!
2.DirectExchange(路由)
DirectExchange会将接收到的消息根据规则路由到指定的Queue中,生产者发布消息时指定消息的RoutingKey与消费者声明的bindingKey相匹配,从而达到“精确制导”
为了简化开发不使用声明Bean的方式来完成配置,通过@RabbitListener注解即可一键完成,所以根本不需要使用配置类:
生产者:
@Test
public void testSendDirectExchange() {
// 交换机名称
String exchangeName = "yu7.direct";
// 消息
String message = "hello, MQ!";
// 发送消息
rabbitTemplate.convertAndSend(exchangeName, "A", message);
}
消费者:
@RabbitListener(bindings = @QueueBinding(
value = @Queue(name = "direct.queue1"),
exchange = @Exchange(name = "yu7.direct", type = ExchangeTypes.DIRECT),
key = {"A", "B"}
))
public void listenDirectQueue1(String msg){
System.out.println("消费者接收到direct.queue1的消息:【" + msg + "】");
}
@RabbitListener(bindings = @QueueBinding(
value = @Queue(name = "direct.queue2"),
exchange = @Exchange(name = "yu7.direct", type = ExchangeTypes.DIRECT),
key = {"A", "C"}
))
public void listenDirectQueue2(String msg){
System.out.println("消费者接收到direct.queue2的消息:【" + msg + "】");
}
当队列的bindingKey都相同时就变成了广播模型
3.TopicExchange(话题)
Topic与Direct非常相似,他允许RoutingKey-BindingKey以通配符的形式进行匹配,这样就可以更加有针对性的路由、订阅更多消息,并且以前用多个BindingKey的情况现在只需要用一个就能解决:
#:代表0或者多个单词
*:代指一个单词
MQ的优点
1、耦合度低:每次有新需求,只需要添加对应的订阅即可
2、吞吐量提升:各自处理自己订阅的事件,不需要等待执行完毕后再释放资源
3、故障隔离:因为没有强依赖,中间某一环节出了问题,不会影响整个流程
4、流量削峰:MQ就像—根管道,大量请求来了,你们给我排好队,依次执行
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