RabbitMQ 入门教程之二

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大纲

前言

学习资源

版本说明

本文所有案例代码使用的各软件版本如下表所示：

组件版本说明
RabbitMQ Server3.8.26
RabbitMQ Client5.10.0
Erlang24.2
Java11

RabbitMQ 使用案例

工作模式别名说明对应的交换机
简单模式 Simple Queue 模式只有一个生产者和一个消费者默认交换机（使用空字符串 “” 进行标识）
工作队列模式 Work Queue 模式一个生产者，多个消费者，同一条消息只会被一个消费者成功消费默认交换机（使用空字符串 “” 进行标识）
发布 / 订阅模式 Fanout 模式一个生产者发送的消息会被多个消费者获取，不依赖路由键（RoutingKey）扇形交换机（Fanout）
路由模式 Direct 模式发送消息到交换机，并且要指定路由键（RoutingKey），消费者在将队列绑定到交换机时需要指定路由键（RoutingKey）直接交换机（Direct）
主题模式 Topic 模式根据主题进行匹配，此时队列需要绑定在一个模式上，* 代表一个单词，# 代表零个或多个单词主题交换机（Topic）
RPC 模式使用 MQ 可以实现 RPC 的异步调用直接交换机（Direct）
发布者确认模式 RabbitMQ 确保消息可靠投递的机制

简单队列模式

概念介绍

  • 这种模式只有一个生产者、一个队列、一个消费者，也被称为 “简单队列模式”。
  • 消息产生者将消息放入队列，消息的消费者监听消息队列，如果队列中有消息，就消费掉，消息被消费后，会自动从队列中删除。
  • 存在隐患，比如：消息可能没有被消费者正确处理，但在队列中已经被删除了，造成消息的丢失。
  • 应用场景：聊天（中间需要有一个过度的服务器 - P 端 与 C 端）。

案例代码

代码下载

本节所需的完整案例代码，可以直接从 GitHub 下载对应章节 rabbitmq-lesson-01。

  • Maven 依赖
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<dependency>
    <groupId>com.rabbitmq</groupId>
    <artifactId>amqp-client</artifactId>
    <version>5.10.0</version>
</dependency>
  • 生产者的代码
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import com.rabbitmq.client.Channel;
import com.rabbitmq.client.Connection;
import com.rabbitmq.client.ConnectionFactory;
import com.rabbitmq.client.MessageProperties;
import java.nio.charset.StandardCharsets;

public class MQProducer {

    // 队列名称
    public static final String QUEUE_NAME = "test";

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        // 创建连接工厂
        ConnectionFactory factory = new ConnectionFactory();
        factory.setHost("192.168.2.127");
        factory.setPort(5672);
        factory.setUsername("admin");
        factory.setPassword("admin");

        // 使用 try-with-resources 自动关闭连接和通道，确保资源释放
        try (
            // 创建连接
            Connection connection = factory.newConnection();
            // 创建信道
            Channel channel = connection.createChannel()
        ) {
            // 声明队列
            // 参数说明：
            // queue – 队列的名称
            // durable – 如果需要声明一个持久队列，则为 true（队列将在服务器重启后继续存在）
            // exclusive – 如果需要声明一个独占队列（仅限于此连接使用，连接关闭后队列自动删除），则为 true。
            // autoDelete – 如果需要声明 autoDelete 队列，则为 true（服务器将在最后一个消费者断开连接以后，自动删除该队列）
            // arguments – 队列的其他属性（构造参数）
            channel.queueDeclare(QUEUE_NAME, true, false, false, null);

            // 发送消息
            // 参数说明：
            // exchange – 要将消息发布到的交换机，空字符串表示默认交换机
            // routingKey – 路由 Key
            // props – 消息的其他属性，比如：使用 MessageProperties.PERSISTENT_TEXT_PLAIN 属性确保消息持久化，配合持久化队列可避免服务器重启导致消息丢失
            // body – 消息内容
            channel.basicPublish("", QUEUE_NAME, MessageProperties.PERSISTENT_TEXT_PLAIN, "hello".getBytes(StandardCharsets.UTF_8));
        }
    }

}

独占队列的使用说明

  • 当队列被声明为 exclusive 时，该队列仅对首次声明它的连接可见，其他连接（无论是同一客户端还是其他客户端）都无法访问该队列，并且当连接关闭时队列会被自动删除（即使设置了 durable=true）。
  • 这对于临时队列很有用，比如用于临时性任务（如 RPC 响应队列）。但是，如果是长期使用的队列，设置为 exclusive 会导致其他客户端无法访问。
  • 如果队列被声明为 exclusive，当其他连接尝试声明同名队列，并向其发送 / 消费消息，RabbitMQ 会返回错误。
  • 消费者的代码
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import com.rabbitmq.client.CancelCallback;
import com.rabbitmq.client.Channel;
import com.rabbitmq.client.Connection;
import com.rabbitmq.client.ConnectionFactory;
import com.rabbitmq.client.DeliverCallback;
import java.nio.charset.StandardCharsets;
import java.util.Scanner;

public class MQConsumer {

    // 队列名称
    public static final String QUEUE_NAME = "test";

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        // 创建连接工厂
        ConnectionFactory factory = new ConnectionFactory();
        factory.setHost("192.168.2.127");
        factory.setPort(5672);
        factory.setUsername("admin");
        factory.setPassword("admin");

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

        // 声明队列
        // 参数说明：
        // queue – 队列的名称
        // durable – 如果需要声明一个持久队列，则为 true（队列将在服务器重启后继续存在）
        // exclusive – 如果需要声明一个独占队列（仅限于此连接使用，连接关闭后队列自动删除），则为 true。
        // autoDelete – 如果需要声明 autoDelete 队列，则为 true（服务器将在最后一个消费者断开连接以后，自动删除该队列）
        // arguments – 队列的其他属性（构造参数）
        // 特别注意：如果确定队列已存在，消费者可以不声明队列。但是，强烈建议无论生产者还是消费者，都应该声明队列，确保参数可控
        channel.queueDeclare(QUEUE_NAME, true, false, false, null);

        // 消费消息时的回调
        DeliverCallback deliverCallback = (consumerTag, message) -> {
            String msg = new String(message.getBody(), StandardCharsets.UTF_8);
            System.out.println("Successed to consume message : " + msg);
        };

        // 取消消费时的回调（比如，在消费的时候队列已被删除掉）
        CancelCallback cancelCallback = (consumerTag) -> {
            System.out.println("Failed to consume message : " + consumerTag);
        };

        // 消费消息
        // 参数说明：
        // queue – 队列的名称
        // autoAck – 如果需要服务器在消息投递后自动确认消息，则为 true；如果需要客户端手动确认消息，则为 false
        // deliverCallback – 消费消息时的回调
        // cancelCallback – 取消消费时的回调
        channel.basicConsume(QUEUE_NAME, true, deliverCallback, cancelCallback);

        // 让消费者持续运行
        System.out.println("按回车键退出程序：");
        new Scanner(System.in).nextLine();

        // 关闭信道
        channel.close();
        connection.close();
    }

}

代码测试

  • (1) 分别启动消费者和生产者应用

  • (2) 在消费者的控制台中，会输出以下内容：

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hello

工作队列模式

概念介绍

  • 这种模式（竞争资源 - 在工作进程之间分发任务）有一个生产者、一个队列、多个消费者，同一条消息只会被一个消费者成功消费。
  • 消息生产者将消息放入队列，消费者可以有多个。比如：消费者 1 与 消费者 2 同时监听同一个队列，消息被消费时，两个消费者共同争抢当前的消息队列内容，谁先抢到谁负责消费消息。
  • 存在隐患：高并发情况下，可能会发生某一个消息被多个消费者共同消费。
  • 应用场景：抢红包、大型项目中的资源调度（任务分配系统不需知道哪一个任务执行系统处于空闲状态，直接将任务放进到消息队列中，空闲的任务执行系统自动争抢任务）。

提示

工作队列（又称任务队列）的主要思想是避免资源密集型任务立即执行后，而不得不等待它完成的场景。相反，我们安排任务在之后执行，可以将任务封装为消息并将其发送到队列，在后台运行的工作线程将获取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（如下图所示），类似并行计算。

案例代码

本节将启动两个接收消息的线程（消费者）和一个发送消息的线程（生产者），以此验证两个工作线程是如何工作的（默认是由 RabbitMQ 轮询分发消息）。值得一提的是，下述代码本质上跟上面的 简单队列模式的案例代码 并没有根本区别，只是增加了一个消费者而已。

代码下载

本节所需的完整案例代码，可以直接从 GitHub 下载对应章节 rabbitmq-lesson-02。

  • Maven 依赖
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<dependency>
    <groupId>com.rabbitmq</groupId>
    <artifactId>amqp-client</artifactId>
    <version>5.10.0</version>
</dependency>
  • 工具类
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import com.rabbitmq.client.Channel;
import com.rabbitmq.client.Connection;
import com.rabbitmq.client.ConnectionFactory;

public class RabbitMQUtils {

    public static ConnectionFactory connectionFactory;

    static {
        // 创建连接工厂
        connectionFactory = new ConnectionFactory();
        connectionFactory.setHost("192.168.2.127");
        connectionFactory.setPort(5672);
        connectionFactory.setUsername("admin");
        connectionFactory.setPassword("admin");
    }

    /**
     * 创建信道
     */
    public static Channel createChannel() throws Exception {
        // 创建连接
        Connection connection = connectionFactory.newConnection();

        // 创建信道
        Channel channel = connection.createChannel();

        return channel;
    }

}
  • 生产者的代码
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import com.clay.rabbitmq.utils.RabbitMQUtils;
import com.rabbitmq.client.Channel;
import com.rabbitmq.client.MessageProperties;
import java.nio.charset.StandardCharsets;
import java.util.Scanner;

public class MQProducer {

    // 队列名称
    public static final String QUEUE_NAME = "test";

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        // 创建信道
        Channel channel = RabbitMQUtils.createChannel();

        // 声明队列
        // 参数说明：
        // queue – 队列的名称
        // durable – 如果需要声明一个持久队列，则为 true（队列将在服务器重启后继续存在）
        // exclusive – 如果需要声明一个独占队列（仅限于此连接使用，连接关闭后队列自动删除），则为 true。
        // autoDelete – 如果需要声明 autoDelete 队列，则为 true（服务器将在最后一个消费者断开连接以后，自动删除该队列）
        // arguments – 队列的其他属性（构造参数）
        channel.queueDeclare(QUEUE_NAME, true, false, false, null);

        // 从控制台获取需要发送的消息
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        // 循环发送消息
        while (scanner.hasNext()) {
            // 消息内容
            String message = scanner.nextLine();
            System.out.println("发送消息：" + message);

            // 发送消息
            // 参数说明：
            // exchange – 要将消息发布到的交换机，空字符串表示默认交换机
            // routingKey – 路由 Key
            // props – 消息的其他属性，比如：使用 MessageProperties.PERSISTENT_TEXT_PLAIN 属性确保消息持久化，配合持久化队列可避免服务器重启导致消息丢失
            // body – 消息内容
            channel.basicPublish("", QUEUE_NAME, MessageProperties.PERSISTENT_TEXT_PLAIN, message.getBytes(StandardCharsets.UTF_8));
        }

        // 关闭信道
        channel.close();
    }

}
  • 消费者一的代码
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import com.clay.rabbitmq.utils.RabbitMQUtils;
import com.rabbitmq.client.CancelCallback;
import com.rabbitmq.client.Channel;
import com.rabbitmq.client.DeliverCallback;
import java.nio.charset.StandardCharsets;
import java.util.Scanner;

public class MQConsumer01 {

    // 队列名称
    public static final String QUEUE_NAME = "test";

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        // 创建信道
        Channel channel = RabbitMQUtils.createChannel();

        // 声明队列
        // 参数说明：
        // queue – 队列的名称
        // durable – 如果需要声明一个持久队列，则为 true（队列将在服务器重启后继续存在）
        // exclusive – 如果需要声明一个独占队列（仅限于此连接使用，连接关闭后队列自动删除），则为 true。
        // autoDelete – 如果需要声明 autoDelete 队列，则为 true（服务器将在最后一个消费者断开连接以后，自动删除该队列）
        // arguments – 队列的其他属性（构造参数）
        // 特别注意：如果确定队列已存在，消费者可以不声明队列。但是，强烈建议无论生产者还是消费者，都应该声明队列，确保参数可控
        channel.queueDeclare(QUEUE_NAME, true, false, false, null);

        // 消费消息时的回调
        DeliverCallback deliverCallback = (consumerTag, message) -> {
            String msg = new String(message.getBody(), StandardCharsets.UTF_8);
            System.out.println("Successed to consume message : " + msg);
        };

        // 取消消费时的回调（比如，在消费的时候队列已被删除掉）
        CancelCallback cancelCallback = (consumerTag) -> {
            System.out.println("Failed to consume message : " + consumerTag);
        };

        System.out.println("消费者一等待接收消息...");

        // 消费消息
        // 参数说明：
        // queue – 队列的名称
        // autoAck – 如果需要服务器在消息投递后自动确认消息，则为 true；如果需要客户端手动确认消息，则为 false
        // deliverCallback – 消费消息时的回调
        // cancelCallback – 取消消费时的回调
        channel.basicConsume(QUEUE_NAME, true, deliverCallback, cancelCallback);

        // 让消费者持续运行
        System.out.println("按回车键退出程序：");
        new Scanner(System.in).nextLine();

        // 关闭信道
        channel.close();
    }

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  • 消费者二的代码
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import com.clay.rabbitmq.utils.RabbitMQUtils;
import com.rabbitmq.client.CancelCallback;
import com.rabbitmq.client.Channel;
import com.rabbitmq.client.DeliverCallback;
import java.nio.charset.StandardCharsets;
import java.util.Scanner;

public class MQConsumer02 {

    // 队列名称
    public static final String QUEUE_NAME = "test";

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        // 创建信道
        Channel channel = RabbitMQUtils.createChannel();

        // 声明队列
        // 参数说明：
        // queue – 队列的名称
        // durable – 如果需要声明一个持久队列，则为 true（队列将在服务器重启后继续存在）
        // exclusive – 如果需要声明一个独占队列（仅限于此连接使用，连接关闭后队列自动删除），则为 true。
        // autoDelete – 如果需要声明 autoDelete 队列，则为 true（服务器将在最后一个消费者断开连接以后，自动删除该队列）
        // arguments – 队列的其他属性（构造参数）
        // 特别注意：如果确定队列已存在，消费者可以不声明队列。但是，强烈建议无论生产者还是消费者，都应该声明队列，确保参数可控
        channel.queueDeclare(QUEUE_NAME, true, false, false, null);

        // 消费消息时的回调
        DeliverCallback deliverCallback = (consumerTag, message) -> {
            String msg = new String(message.getBody(), StandardCharsets.UTF_8);
            System.out.println("Successed to consume message : " + msg);
        };

        // 取消消费时的回调（比如，在消费的时候队列已被删除掉）
        CancelCallback cancelCallback = (consumerTag) -> {
            System.out.println("Failed to consume message : " + consumerTag);
        };

        System.out.println("消费者二等待接收消息...");

        // 消费消息
        // 参数说明：
        // queue – 队列的名称
        // autoAck – 如果需要服务器在消息投递后自动确认消息，则为 true；如果需要客户端手动确认消息，则为 false
        // deliverCallback – 消费消息时的回调
        // cancelCallback – 取消消费时的回调
        channel.basicConsume(QUEUE_NAME, true, deliverCallback, cancelCallback);

        // 让消费者持续运行
        System.out.println("按回车键退出程序：");
        new Scanner(System.in).nextLine();

        // 关闭信道
        channel.close();
    }

}

代码测试

  • (1) 分别启动生产者和两个消费者应用

  • (2) 在生产者的控制台中，依次输入以下内容：

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AA
发送消息：AA
BB
发送消息：BB
CC
发送消息：CC
DD
发送消息：DD
  • (3) 在消费者一的控制台中，会输出以下内容
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2
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消费者一等待接收消息...
按回车键退出程序：
Successed to consume message : AA
Successed to consume message : CC
  • (4) 在消费者二的控制台中，会输出以下内容
1
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3
4
消费者二等待接收消息...
按回车键退出程序：
Successed to consume message : BB
Successed to consume message : DD
  • (5) 观察上面两个消费者的控制台输出结果，可以发现消息默认是由 RabbitMQ 轮询分发的，而且同一条消息只会被一个消费者消费到，不会出现重复消费的情况

发布 / 订阅模式

概念介绍

  • 这种模式（共享资源 - 将消息同时发送给多个消费者）有一个生产者、一个交换机、多个队列、多个消费者，也被称为 “交换机模式”。
  • 每个消费队列中的消息内容都一致，且每个消费者都会从自己的消息队列的第一个消息开始消费，直到最后一个消息。
  • 交换机是 RabbitMQ 中的内部组件。消息生产者将消息发送给 RabbitMQ 后，RabbitMQ 会根据订阅的消费者个数，自动生成对应数量的消息队列，这样每个消费者都能获取生产者发送的全部消息。
  • 实际上，前两种模式也使用了交换机，只是使用了采用默认设置的交换机。交换机参数是可以配置的，如果消息配置的交换机参数和 RabbitMQ 队列绑定（Binding）的交换机名称相同，则转发消息，否则丢弃消息。
  • 存在隐患：一旦消费者断开与 RabbitMQ 的连接，队列就会消失。如果消费者数目很多，对于 RabbitMQ 而言，也是个重大负担；因为发布 / 订阅模式是个长连接，占用并发数，且每个消费者分配一个队列会占用大量资源。
  • 应用场景：邮件群发、群聊、广播通信。

案例代码

路由模式

概念介绍

  • 这种模式（选择性地接收消息）有一个生产者、一个交换机、多个队列、多个消息消费者，也被称为 “Routing 转发模式”。
  • 一个交换机绑定多个消息队列，每个消息队列都有自己唯一的 RoutingKey，每一个消息队列都被一个消费者监听。
  • 消息生产者将消息发送给交换机，交换机按照路由的 Key 进行判断，将消息推送到与之绑定的队列。即交换机根据路由的 Key，匹配上路由 Key 对应的消息队列，最后由监听队列的消费者消费消息。

案例代码

主题模式

概念介绍

  • 这种模式（基于 Topic 接收消息）有一个生产者、一个交换机、多个队列、多个消息消费者，也被称为 “主题转发模式” 或者 “模糊匹配队列模式”，本质上是路由模式的一种（只是在路由功能的基础上增加了模糊匹配）。
  • 一个交换机绑定多个消息队列，每个消息队列都有自己唯一的 RoutingKey，每一个消息队列都被一个消费者监听。
  • 每个消息队列自己唯一的 Routekey 不是一个确定值，更像是正则表达式对应的匹配规则。
  • 消息生产者将消息发送给交换机，交换机根据 RoutingKey 模糊匹配到对应的队列，由监听队列的消费者消费消息。
  • 路由模糊匹配的规则：
    • # 和 * 都是代表通配符。
    • * 代表一个单词，# 代表零个或多个单词。

案例代码

发布确认模式

概念介绍

  • 这种模式是 RabbitMQ 确保消息可靠投递的机制。
  • 生产者发送消息后，Broker 会异步返回 ACK（channel.basicAck()）表示消息已被接收并处理（如持久化到磁盘），若因故障或无法路由导致失败则返回 Nack（channel.basicNack()）。
  • 相比事务机制，该模式性能更高，适用于要求消息严格防丢失的场景，需要通过 channel.confirmSelect() 启用并监听确认结果，常配合消息持久化、重试等策略一起使用。

案例代码