前言
基於之前一篇“一個故事告訴你什么是消息隊列”,了解了消息隊列的使用場景以及相關的特性。本文主要講述消息服務在 JAVA 中的使用。
市面上的有關消息隊列的技術選型非常多,如果我們的代碼框架要支持不同的消息實現,在保證框架具有較高擴展性的前提下,我們勢必要進行一定的封裝。
在 JAVA 中,大可不必如此。因為 JAVA 已經制定了一套標准的 JMS 規范。該規范定義了一套通用的接口和相關語義,提供了諸如持久、驗證和事務的消息服務,其最主要的目的是允許Java應用程序訪問現有的消息中間件。就和 JDBC 一樣。
基本概念
在介紹具體的使用之前,先簡單介紹一下 JMS 的一些基本知識。這里我打算分為 3 部分來介紹,即 消息隊列(MQ)的連接、消息發送與消息接收。
這里我們的技術選型是 SpringBoot、JMS、ActiveMQ
為了更好的理解 JMS,這里沒有使用 SpringBoot 零配置來搭建項目
MQ 的連接
使用 MQ 的第一步一定是先連接 MQ。因為這里使用的是 JMS 規范,對於任何遵守 JMS 規范的 MQ 來說,都會實現相應的ConnectionFactory
接口,因此我們只需要創建一個ConnectionFactory
工廠類,由它來實現 MQ 的連接,以及封裝一系列特性的 MQ 參數。
例子:這里我們以 ActiveMQ 為例,
maven 依賴:
<parent> <groupId>org.springframework.boot</groupId> <artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId> <version>1.5.3.RELEASE</version> </parent> <dependencies> <dependency> <groupId>org.springframework.boot</groupId> <artifactId>spring-boot-starter-activemq</artifactId> </dependency> </dependencies>
創建 ActiveMQ 連接工廠:
@Bean public ConnectionFactory connectionFactory(){ ActiveMQConnectionFactory connectionFactory = new ActiveMQConnectionFactory(); connectionFactory.setBrokerURL(ActiveMQ_URL); connectionFactory.setUserName(ActiveMQ_USER); connectionFactory.setPassword(ActiveMQ_PASSWORD); return connectionFactory; }
消息發送
關於消息的發送,是通過 JMS 核心包中的JmsTemplate
類來實現的,它簡化了 JMS 的使用,因為在發送或同步接收消息時它幫我們處理了資源的創建和釋放。從它的作用也不難推測出,它需要引用我們上面創建的連接工廠,具體代碼如下:
@Bean public JmsTemplate jmsQueueTemplate(){ return new JmsTemplate(connectionFactory()); }
JmsTemplate
創建完成后,我們就可以調用它的方法來發送消息了。這里有兩個概念需要注意:
-
消息會發送到哪里?-> 即需要指定發送隊列的目的地(Destination),是可以在 JNDI 中進行存儲和提取的 JMS 管理對象。
-
發送的消息體具體是什么?-> 實現了
javax.jms.Message
的對象,類似於 JAVA RMI 的 Remote 對象。
代碼示例:
@Autowired private JmsTemplate jmsQueueTemplate; /** * 發送原始消息 Message */ public void send(){ jmsQueueTemplate.send("queue1", new MessageCreator() { @Override public Message createMessage(Session session) throws JMSException { return session.createTextMessage("我是原始消息"); } }); }
優化:當然,我們不用每次都通過MessageCreator
匿名類的方式來創建Message
對象,JmsTemplate
類中提供了對象實體自動轉換為Message
對象的方法,convertAndSend(String destinationName, final Object message)
。
優化代碼示例:
/** * 發送消息自動轉換成原始消息 */ public void convertAndSend(){ jmsQueueTemplate.convertAndSend("queue1", "我是自動轉換的消息"); }
注:關於消息轉換,還可以通過實現MessageConverter
接口來自定義轉換內容
消息接收
講完了消息發送,我們最后來說說消息是如何接收的。消息既然是以Message
對象的形式發送到指定的目的地,那么消息的接收勢必會去指定的目的地上去接收消息。這里采用的是監聽者的方式來監聽指定地點的消息,采用注解@JmsListener
來設置監聽方法。
代碼示例:
@Component public class Listener1 { @JmsListener(destination = "queue1") public void receive(String msg){ System.out.println("監聽到的消息內容為: " + msg); } }
有了監聽的目標和方法后,監聽器還得和 MQ 關聯起來,這樣才能運作起來。這里的監聽器可能不止一個,如果每個都要和 MQ 建立連接,肯定不太合適。所以需要一個監聽容器工廠的概念,即接口JmsListenerContainerFactory
,它會引用上面創建好的與 MQ 的連接工廠,由它來負責接收消息以及將消息分發給指定的監聽器。當然也包括事務管理、資源獲取與釋放和異常轉換等。
代碼示例:
@Bean public DefaultJmsListenerContainerFactory jmsQueueListenerContainerFactory() { DefaultJmsListenerContainerFactory factory = new DefaultJmsListenerContainerFactory(); factory.setConnectionFactory(connectionFactory()); //設置連接數 factory.setConcurrency("3-10"); //重連間隔時間 factory.setRecoveryInterval(1000L); return factory; }
場景
代碼地址:https://github.com/jasonGeng88/springboot-jms
對 JMS 有了基本的理解后,我們就來在具體的場景中使用一下。
首先,我們需要先啟動 ActiveMQ,這里我們以 Docker 容器化的方式進行啟動。
啟動命令:
docker run -d -p 8161:8161 -p 61616:61616 --name activemq webcenter/activemq
啟動成功后,在 ActiveMQ 可視化界面查看效果(http://localhost:8161):
點對點模式(單消費者)
下面介紹消息隊列中最常用的一種場景,即點對點模式。基本概念如下:
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每個消息只能被一個消費者(Consumer)進行消費。一旦消息被消費后,就不再在消息隊列中存在。
-
發送者和接收者之間在時間上沒有依賴性,也就是說當發送者發送了消息之后,不管接收者有沒有正在運行,它不會影響到消息被發送到隊列。
-
接收者在成功接收消息之后需向隊列應答成功。
代碼實現(為簡化代碼,部分代碼沿用上面所述):
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啟動文件(Application.java)
@SpringBootApplication @EnableJms public class Application { ... /** * JMS 隊列的模板類 * connectionFactory() 為 ActiveMQ 連接工廠 */ @Bean public JmsTemplate jmsQueueTemplate(){ return new JmsTemplate(connectionFactory()); } public static void main(String[] args) { SpringApplication.run(Application.class, args); } }
注解@EnableJms
設置在@Configuration
類上,用來聲明對 JMS 注解的支持。
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消息生產者(PtpProducer.java)
@Component public class PtpProducer { @Autowired private JmsTemplate jmsQueueTemplate; /** * 發送消息自動轉換成原始消息 */ public void convertAndSend(){ jmsQueueTemplate.convertAndSend("ptp", "我是自動轉換的消息"); } }
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生產者調用類(PtpController.java)
@RestController @RequestMapping(value = "/ptp") public class PtpController { @Autowired private PtpProducer ptpProducer; @RequestMapping(value = "/convertAndSend") public Object convertAndSend(){ ptpProducer.convertAndSend(); return "success"; } }
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消息監聽容器工廠
@SpringBootApplication @EnableJms public class Application { ... /** * JMS 隊列的監聽容器工廠 */ @Bean(name = "jmsQueueListenerCF") public DefaultJmsListenerContainerFactory jmsQueueListenerContainerFactory() { DefaultJmsListenerContainerFactory factory = new DefaultJmsListenerContainerFactory(); factory.setConnectionFactory(connectionFactory()); //設置連接數 factory.setConcurrency("3-10"); //重連間隔時間 factory.setRecoveryInterval(1000L); return factory; } ... }
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消息監聽器
@Component public class PtpListener1 { /** * 消息隊列監聽器 * destination 隊列地址 * containerFactory 監聽器容器工廠, 若存在2個以上的監聽容器工廠,需進行指定 */ @JmsListener(destination = "ptp", containerFactory = "jmsQueueListenerCF") public void receive(String msg){ System.out.println("點對點模式1: " + msg); } }
演示
啟動項目啟動后,通過 REST 接口的方式來調用消息生產者發送消息,請求如下:
curl -XGET 127.0.0.1:8080/ptp/convertAndSend
消費者控制台信息:
ActiveMQ 控制台信息:
列表說明:
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Name:隊列名稱。
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Number Of Pending Messages:等待消費的消息個數。
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Number Of Consumers:當前連接的消費者數目,因為我們采用的是連接池的方式連接,初始連接數為 3,所以顯示數字為 3。
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Messages Enqueued:進入隊列的消息總個數,包括出隊列的和待消費的,這個數量只增不減。
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Messages Dequeued:出了隊列的消息,可以理解為是已經消費的消息數量。
點對點模式(多消費者)
基於上面一個消費者消費的模式,因為生產者可能會有很多,同時像某個隊列發送消息,這時一個消費者可能會成為瓶頸。所以需要多個消費者來分攤消費壓力(消費線程池能解決一定壓力,但畢竟在單機上,做不到分布式分布,所以多消費者是有必要的),也就產生了下面的場景。
代碼實現
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添加新的監聽器
@Component public class PtpListener2 { @JmsListener(destination = Constant.QUEUE_NAME, containerFactory = "jmsQueueListenerCF") public void receive(String msg){ System.out.println("點對點模式2: " + msg); } }
演示
這里我們發起 10 次請求,來觀察消費者的消費情況:
這里因為監聽容器設置了線程池的緣故,在實際消費過程中,監聽器消費的順序會有所差異。
發布訂閱模式
除了點對點模式,發布訂閱模式也是消息隊列中常見的一種使用。試想一下,有一個即時聊天群,你在群里發送一條消息。所有在這個群里的人(即訂閱了該群的人),都會收到你發送的信息。
基本概念:
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每個消息可以有多個消費者。
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發布者和訂閱者之間有時間上的依賴性。針對某個主題(Topic)的訂閱者,它必須創建一個訂閱者之后,才能消費發布者的消息。
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為了消費消息,訂閱者必須保持運行的狀態。
代碼實現
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修改 JmsTemplate 模板類,使其支持發布訂閱功能
@SpringBootApplication @EnableJms public class Application { ... @Bean public JmsTemplate jmsTopicTemplate(){ JmsTemplate jmsTemplate = new JmsTemplate(connectionFactory()); jmsTemplate.setPubSubDomain(true); return jmsTemplate; } ... }
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消息生產者(PubSubProducer.java)
@Component public class PtpProducer { @Autowired private JmsTemplate jmsTopicTemplate; public void convertAndSend(){ jmsTopicTemplate.convertAndSend("topic", "我是自動轉換的消息"); } }
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生產者調用類(PubSubController.java)
@RestController @RequestMapping(value = "/pubsub") public class PtpController { @Autowired private PubSubProducer pubSubProducer; @RequestMapping(value = "/convertAndSend") public String convertAndSend(){ pubSubProducer.convertAndSend(); return "success"; } }
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修改 DefaultJmsListenerContainerFactory 類,使其支持發布訂閱功能
@SpringBootApplication @EnableJms public class Application { ... /** * JMS 隊列的監聽容器工廠 */ @Bean(name = "jmsTopicListenerCF") public DefaultJmsListenerContainerFactory jmsTopicListenerContainerFactory() { DefaultJmsListenerContainerFactory factory = new DefaultJmsListenerContainerFactory(); factory.setConnectionFactory(connectionFactory()); factory.setConcurrency("1"); factory.setPubSubDomain(true); return factory; } ... }
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消息監聽器(這里設置2個訂閱者)
@Component public class PubSubListener1 { @JmsListener(destination = "topic", containerFactory = "jmsTopicListenerCF") public void receive(String msg){ System.out.println("訂閱者1 - " + msg); } } @Component public class PubSubListener2 { @JmsListener(destination = "topic", containerFactory = "jmsTopicListenerCF") public void receive(String msg){ System.out.println("訂閱者2 - " + msg); } }
演示
curl -XGET 127.0.0.1:8080/pubSub/convertAndSend
消費者控制台信息:
ActiveMQ 控制台信息:
總結
這里只是對 SpringBoot 與 JMS 集成的簡單說明與使用,詳細的介紹可以查看 Spring 的官方文檔,我這里也有幸參與 並發編程網 發起的 Spring 5 的翻譯工作,我主要翻譯了 Spring 5 的 JMS 章節,其內容對於上述 JMS 的基本概念,都有詳細的展開說明,有興趣的可以看一下,當然翻譯水平有限,英文好的建議看原文。