RabbitMQ交换机
创始人
2024-03-04 16:41:50
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假设工作队列背后,每个任务都恰好交付给一个消费者(工作进程)。而将消息传达给多个消费者,这种模式称为“发布/订阅”。

例:构建一个简单的日志系统。它将由两个程序组成:第一个程序将发出日志消息,第二个程序是消费者。会启动两个消费者,一个消费者接收到消息后把日志存储在磁盘,另外一个消费者接收到消息后把消息打印在屏幕上,事实上第一个程序发出的日志消息将广播给所有消费者。

Exchanges

RabbitMQ 消息传递模型的核心思想是:生产者生产的消息从不会直接发送到队列。

通常生产者不知道消息传递到了哪些队列中,生产者只能将消息发送到交换机(exchange),交换机工作的内容非常简单,接收来自生产者的消息,并将它们推入队列。 交换机必须确切知道如何处理收到的消息。

交换机的类型决定把消息放到特定队列,还是放到许多队列中,或者丢弃它们。

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Exchanges 的类型:

  • 直接(direct)
  • 主题(topic)
  • 标题(headers)
  • 扇出(fanout)

默认exchange

channel.basicPublish("", QUEUE_NAME, null, message.getBytes());

第一个参数是交换机的名称。空字符串表示默认或无名称交换机,消息能路由发送到队列中其实是由routingKey(bindingkey)绑定 key 指定的,如果它存在的话。

临时队列

当连接 RabbitMQ 时,需要一个全新的空队列,为此可以创建一个具有随机名称的队列,或者能让服务器随机生成队列名称。一旦断开了消费者连接,队列将被自动删除。

创建临时队列:

String queueName = channel.queueDeclare().getQueue();

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绑定(bindings)

实是 exchange 和 queue 之间的桥梁,比如说下面这张图就是 X 与 Q1 和 Q2 进行了绑定:

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Fanout

Fanout 类型非常简单。将接收到的所有消息广播到它知道的所有队列中。

系统中默认有些Fanout类型的exchange:

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案例:

消费者:将接收到的消息打印在控制台

public class Worker0601 {private static final String EXCHANGE_NAME = "logs";public static void main(String[] args) throws Exception {Channel channel = RabbitMqUtil.getChannel();// 创建一个交换机,交换机的名字为logschannel.exchangeDeclare(EXCHANGE_NAME, "fanout");// 生成一个临时队列,名称随机,当消费者与队列断开连接时,该队列对自动删除String queueName = channel.queueDeclare().getQueue();// 将交换机和随机队列绑定,routingKey也就是bindingKey为空字符串channel.queueBind(queueName, EXCHANGE_NAME, "");System.out.println("等待接收消息,该队列会将收到的消息打印出来....");// 接收到消息后的处理逻辑:DeliverCallback deliverCallback = (consumerTag, delivery) -> {String message = new String(delivery.getBody(), StandardCharsets.UTF_8);System.out.println("收到的消息:" + message);};// 取消消息时的回调:CancelCallback cancelCallback = (consumerTag) -> System.out.println("消息消费被中断");// 消费消息channel.basicConsume(queueName, true, deliverCallback, cancelCallback);}
}

消费者:将接收到的消息存储在磁盘

public class Worker0602 {private static final String EXCHANGE_NAME = "logs";public static void main(String[] args) throws Exception {Channel channel = RabbitMqUtil.getChannel();// 创建一个交换机,交换机的名字为logschannel.exchangeDeclare(EXCHANGE_NAME, "fanout");// 生成一个临时队列,名称随机,当消费者与队列断开连接时,该队列对自动删除String queueName = channel.queueDeclare().getQueue();// 将交换机和随机队列绑定,routingKey也就是bindingKey为空字符串channel.queueBind(queueName, EXCHANGE_NAME, "");System.out.println("等待接收消息,该队列会将收到的消息写入文件....");// 接收到消息后的处理逻辑:DeliverCallback deliverCallback = (consumerTag, delivery) -> {String message = new String(delivery.getBody(), StandardCharsets.UTF_8);File file = new File("D:\\rabbitmq_info.txt");BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new FileWriter(file, true));bw.write(message);bw.newLine();bw.close();System.out.println("数据写入文件成功");};// 取消消息时的回调:CancelCallback cancelCallback = (consumerTag) -> System.out.println("消息消费被中断");// 消费消息channel.basicConsume(queueName, true, deliverCallback, cancelCallback);}
}

生产者:发送消息给两个消费者接收

public class Task0601 {private static final String EXCHANGE_NAME = "logs";public static void main(String[] args) throws Exception {Channel channel = RabbitMqUtil.getChannel();// 创建一个交换机,交换机的名字为logschannel.exchangeDeclare(EXCHANGE_NAME, "fanout");Scanner sc = new Scanner(System.in);System.out.println("请输入信息:");while (sc.hasNext()) {String message = sc.nextLine();channel.basicPublish(EXCHANGE_NAME, "", null, message.getBytes("UTF-8"));System.out.println("生产者发出消息" + message);}}
}

Direct

对于上面的案例,希望将日志消息写入磁盘的程序仅写入严重错误(errros),而不存储警告(warning)或信息(info)日志
消息避免浪费磁盘空间。Fanout 交换类型只能进行无意识的广播,所以这里使用 direct 类型来进行替换,它工作方式是,消息只去到它绑定的routingKey 队列中去。

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在上面这张图中,可以看到 X 绑定了两个队列,绑定类型是 direct。队列Q1 绑定键为 orange,队列 Q2 绑定键有两个,一个绑定键为 black,另一个绑定键为 green。

在这种绑定情况下,生产者发布消息到 exchange 上,绑定键为 orange 的消息会被发布到队列Q1。绑定键为black和green的消息会被发布到队列 Q2,其他消息类型的消息将被丢弃。

多重绑定:

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当然如果 exchange 的绑定类型是direct,但是它绑定的多个队列的 key 如果都相同,在这种情况下虽然绑定类型是 direct 但是它表现的就和 fanout 有点类似了,就跟广播差不多,如上图所示。

案例:

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消息发送者:

public class Task0701 {private static final String EXCHANGE_NAME = "direct_logs";public static void main(String[] args) throws Exception {Channel channel = RabbitMqUtil.getChannel();// 创建一个交换机channel.exchangeDeclare(EXCHANGE_NAME, BuiltinExchangeType.DIRECT);Map  bindingKeyMap = new HashMap<>();bindingKeyMap.put("info","普通 info 信息");bindingKeyMap.put("warning","警告 warning 信息");bindingKeyMap.put("error","错误 error 信息");// debug 没有消费这接收这个消息 所有就丢失了bindingKeyMap.put("debug","调试 debug 信息");for (Map.Entry bindingKeyEntry : bindingKeyMap.entrySet()) {String bindingKey = bindingKeyEntry.getKey();String message = bindingKeyEntry.getValue();channel.basicPublish(EXCHANGE_NAME, bindingKey, null, message.getBytes(StandardCharsets.UTF_8));System.out.println("生产者发出消息:" + message);}}
}

消息接收者:

public class Worker0701 {private static final String EXCHANGE_NAME = "direct_logs";public static void main(String[] args) throws Exception {Channel channel = RabbitMqUtil.getChannel();// 创建一个交换机,交换机的名字为logschannel.exchangeDeclare(EXCHANGE_NAME, BuiltinExchangeType.DIRECT);// 声明一个队列String queueName = "console";channel.queueDeclare(queueName, false, false, false, null);// 将交换机和队列绑定channel.queueBind(queueName, EXCHANGE_NAME, "info");channel.queueBind(queueName, EXCHANGE_NAME, "warning");System.out.println("等待接收消息,该队列会将收到的消息打印出来....");// 接收到消息后的处理逻辑:DeliverCallback deliverCallback = (consumerTag, delivery) -> {String message = new String(delivery.getBody(), StandardCharsets.UTF_8);message = "接收绑定键:" + delivery.getEnvelope().getRoutingKey() + ",消息:" + message;System.out.println(message);};// 取消消息时的回调:CancelCallback cancelCallback = (consumerTag) -> System.out.println("消息消费被中断");// 消费消息channel.basicConsume(queueName, true, deliverCallback, cancelCallback);}
}

消息接收者:

public class Worker0702 {private static final String EXCHANGE_NAME = "direct_logs";public static void main(String[] args) throws Exception {Channel channel = RabbitMqUtil.getChannel();// 创建一个交换机,交换机的名字为logschannel.exchangeDeclare(EXCHANGE_NAME, BuiltinExchangeType.DIRECT);// 声明一个队列String queueName = "disk";channel.queueDeclare(queueName, false, false, false, null);// 将交换机和队列绑定channel.queueBind(queueName, EXCHANGE_NAME, "error");System.out.println("等待接收消息,该队列会将收到的消息写入文件....");// 接收到消息后的处理逻辑:DeliverCallback deliverCallback = (consumerTag, delivery) -> {String message = new String(delivery.getBody(), StandardCharsets.UTF_8);message = "接收绑定键:" + delivery.getEnvelope().getRoutingKey() + ",消息:" + message;File file = new File("D:\\rabbitmq_info.txt");BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new FileWriter(file, true));bw.write(message);bw.newLine();bw.close();System.out.println("错误日志写入文件成功");};// 取消消息时的回调:CancelCallback cancelCallback = (consumerTag) -> System.out.println("消息消费被中断");// 消费消息channel.basicConsume(queueName, true, deliverCallback, cancelCallback);}
}

Topics

尽管使用direct交换机改进了日志系统,仍然存在局限性,比如想接收的日志类型有info.base 和 info.advantage,某个队列只想 info.base 的消息,那这个时候direct 就办不到了。这个时候就只能使用 topic 类型。

发送到类型是 topic 交换机的消息的 routing_key 不能随意写,必须满足一定的要求,它必须是一个单词列表,以点号分隔开。这些单词可以是任意单词,比如说:“stock.usd.nyse”, “nyse.vmw”, "quick.orange.rabbit"这种类型的。当然这个单词列表最多不能超过 255 个字节。

在这个规则列表中,有两个替换符:

  • *(星号)可以代替一个单词
  • #(井号)可以替代零个或多个单词

匹配案例

下图绑定关系如下:

  • Q1–>绑定的是中间带 orange 带 3 个单词的字符串(*.orange.*)
  • Q2–>绑定的是最后一个单词是 rabbit 的 3 个单词(*.*.rabbit),第一个单词是 lazy 的多个单词(lazy.#)

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上图是一个队列绑定关系图,他们之间数据接收情况:

  • quick.orange.rabbit:被队列 Q1Q2 接收到
  • lazy.orange.elephant:被队列 Q1Q2 接收到
  • quick.orange.fox:被队列 Q1 接收到
  • lazy.brown.fox:被队列 Q2 接收到
  • lazy.pink.rabbit:虽然满足两个绑定但只被队列 Q2 接收一次
  • quick.brown.fox:不匹配任何绑定不会被任何队列接收到会被丢弃
  • quick.orange.male.rabbit:是四个单词不匹配任何绑定会被丢弃
  • lazy.orange.male.rabbit:是四个单词但匹配 Q2

当队列绑定关系是下列这种情况时需要引起注意

  • 当一个队列绑定键是#,这个队列将接收所有数据,像 fanout
  • 如果队列绑定键当中没有#和*出现,该队列绑定类型就是 direct

案例:

消息发送者:

public class Task0801 {private static final String EXCHANGE_NAME = "topic_logs";public static void main(String[] args) throws Exception {Channel channel = RabbitMqUtil.getChannel();// 创建一个交换机channel.exchangeDeclare(EXCHANGE_NAME, BuiltinExchangeType.TOPIC);Map bindingKeyMap = new HashMap<>();bindingKeyMap.put("quick.orange.rabbit", "被队列 Q1Q2 接收到");bindingKeyMap.put("lazy.orange.elephant", "被队列 Q1Q2 接收到");bindingKeyMap.put("quick.orange.fox", "被队列 Q1 接收到");bindingKeyMap.put("lazy.brown.fox", "被队列 Q2 接收到");bindingKeyMap.put("lazy.pink.rabbit", "虽然满足两个绑定但只被队列 Q2 接收一次");bindingKeyMap.put("quick.brown.fox", "不匹配任何绑定不会被任何队列接收到会被丢弃");bindingKeyMap.put("quick.orange.male.rabbit", "是四个单词不匹配任何绑定会被丢弃");bindingKeyMap.put("lazy.orange.male.rabbit", "是四个单词但匹配 Q2");for (Map.Entry bindingKeyEntry : bindingKeyMap.entrySet()) {String bindingKey = bindingKeyEntry.getKey();String message = bindingKeyEntry.getValue();channel.basicPublish(EXCHANGE_NAME, bindingKey, null, message.getBytes(StandardCharsets.UTF_8));System.out.println("生产者发出消息:" + message);}}
}

消息接收者:

public class Worker0801 {private static final String EXCHANGE_NAME = "topic_logs";public static void main(String[] args) throws Exception {Channel channel = RabbitMqUtil.getChannel();// 创建一个交换机,交换机的名字为logschannel.exchangeDeclare(EXCHANGE_NAME, BuiltinExchangeType.TOPIC);// 声明一个队列String queueName = "Q1";channel.queueDeclare(queueName, false, false, false, null);// 将交换机和队列绑定channel.queueBind(queueName, EXCHANGE_NAME, "*.orange.*");System.out.println("Q1等待接收消息....");// 接收到消息后的处理逻辑:DeliverCallback deliverCallback = (consumerTag, delivery) -> {String message = new String(delivery.getBody(), StandardCharsets.UTF_8);message = "接收绑定键:" + delivery.getEnvelope().getRoutingKey() + ",消息:" + message;System.out.println(message);};// 取消消息时的回调:CancelCallback cancelCallback = (consumerTag) -> System.out.println("消息消费被中断");// 消费消息channel.basicConsume(queueName, true, deliverCallback, cancelCallback);}
}

消息接收者:

public class Worker0802 {private static final String EXCHANGE_NAME = "topic_logs";public static void main(String[] args) throws Exception {Channel channel = RabbitMqUtil.getChannel();// 创建一个交换机,交换机的名字为logschannel.exchangeDeclare(EXCHANGE_NAME, BuiltinExchangeType.TOPIC);// 声明一个队列String queueName = "Q2";channel.queueDeclare(queueName, false, false, false, null);// 将交换机和队列绑定channel.queueBind(queueName, EXCHANGE_NAME, "*.*.rabbit");channel.queueBind(queueName, EXCHANGE_NAME, "lazy.#");System.out.println("Q2等待接收消息....");// 接收到消息后的处理逻辑:DeliverCallback deliverCallback = (consumerTag, delivery) -> {String message = new String(delivery.getBody(), StandardCharsets.UTF_8);message = "接收绑定键:" + delivery.getEnvelope().getRoutingKey() + ",消息:" + message;System.out.println(message);};// 取消消息时的回调:CancelCallback cancelCallback = (consumerTag) -> System.out.println("消息消费被中断");// 消费消息channel.basicConsume(queueName, true, deliverCallback, cancelCallback);}
}

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