RabbitMQ入門之Hello World

本文轉載自查看原文 2020-01-15 13:29 612 RabbitMQ

RabbitMQ簡介

在介紹RabbitMQ之前，我們需要了解一些最基礎的概念，相信使用過或者聽說過RabbitMQ的人都不會陌生，但筆者還是不厭其煩地在這里講述，因為筆者的理念是self contained。

Queue：隊列。計算機數據結構中的一種基本類型，遵循“先入先出”（FIFO）的原則，比如我們日常生活中常見的排隊時的隊伍就是一個隊列。
Message Queue：消息隊列，簡稱MQ。消息隊列本質上也是隊列，只不過隊列中的元素為Message（消息），而消息則是服務之間最常見的通信方式。流行的MQ框架主要有RabbitMq、ActiveMq、ZeroMq、kafka，以及阿里開源的RocketMQ。
AMQP：Advanced Message Queuing Protocol，是一個提供統一消息服務的應用層標准高級消息隊列協議，簡單來說，它就是一個消息列隊的協議，其標准高，要求嚴。
Erlang：Erlang是一種通用的面向並發的編程語言，它由瑞典電信設備制造商愛立信所轄的CS-Lab開發，目的是創造一種可以應對大規模並發活動的編程語言和運行環境。
RabbitMQ：RabbitMQ是一個實現了AMQP高級消息隊列協議的消息隊列服務，用Erlang語言實現。RabbitMQ的運行原理如下圖（后續我們會解釋其中的含義，現階段只作為瀏覽）：

RabbitMQ運行原理

以上是我們對RabbitMQ的最初認識。接下來我們還需要了解RabbitMQ的下載與安裝，如下：

RabbitMQ的下載頁面：https://www.rabbitmq.com/download.html ；
RabbitMQ的安裝過程：https://www.rabbitmq.com/download.html#installation-guides ；
RabbitMQ入門教程： https://www.rabbitmq.com/getstarted.html ；

說了這么多，我們為什么要選擇RabbitMQ，也就是說它的優勢又是什么呢？RabbitMQ的強大之處在於：

可靠性：RabbitMQ使用一些機制來保證可靠性，如持久化、傳輸確認及發布確認等。
靈活的路由：在消息進入隊列之前，通過交換器來路由消息。對於典型的路由功能，RabbitMQ己經提供了一些內置的交換器來實現。針對更復雜的路由功能，可以將多個交換器綁定在一起，也可以通過插件機制來實現自己的交換器。
擴展性：多個RabbitMQ節點可以組成一個集群，也可以根據實際業務情況動態地擴展集群中節點。
高可用性：隊列可以在集群中的機器上設置鏡像，使得在部分節點出現問題的情況下隊仍然可用。
多種協議：RabbitMQ除了原生支持AMQP協議，還支持STOMP，MQTT等多種消息中間件協議。
多語言客戶端：RabbitMQ幾乎支持所有常用語言，比如Java、Python、Ruby、PHP、C#、JavaScript等。
管理界面：RabbitMQ提供了一個易用的用戶界面，使得用戶可以監控和管理消息、集群中的節點等。
插件機制：RabbitMQ提供了許多插件，以實現從多方面進行擴展，當然也可以編寫自己的插件。

帶着對RabbitMQ的初次見面，我們不妨再了解下如何簡單地使用RabbitMQ。

RabbitMQ入門之Hello World

在計算機領域中，每次學習一個新事物的驚喜，往往都是伴隨着Hello World。在編程語言中，會有輸出“Hello World”；在大數據中，“Hello World”就是統計單詞的詞頻；在Docker中，就是使用“Hello World”鏡像；在RabbitMQ，這次的“Hello World”就是生產者發送“Hello World”，而消費者輸出“Hello World”。
RabbitMQ就是消息代理，它接受並推動消息流動。你可以把它想象成一個郵局：當你把一封信塞進郵箱，你需要確保它能送到收信人的手里。而RabbitMQ就是一個郵箱，郵局，郵遞員。不同於真實的郵局（處理信件），RabbitMQ處理接受、存儲、推動消息。
在RabbitMQ，或者消息隊列領域中，有如下術語。

生產者（Producer）：生產者僅產生消息，也就說一個產生消息的程序就是生產者。對應於郵局的例子，生產者就是寄信人，因為他們產生信件。

生產者

隊列（Queue）：一個隊列就是RabbitMQ中的郵箱。盡管消息會在RabbitMQ和應用程序之間流動，但是它們只會在隊列中存儲。一個隊列僅受限於硬盤和內存大小，它是一個大的消息緩存區。許多生產者產生消息后會進入一個隊列，許多消費者也會從同一個隊列中獲取消息。以下是我們如何表示一個隊列：

消費者（Consumer）：消費消息與接收消息的意思是一致的。一個消費者往往會等待接收消息。在郵局的例子中，消費者也許就是收信人。

消費者

介紹完生產者、隊列、消費者后，我們將會來學習RabbitMQ中的Hello World。
我們使用Python的Pika模塊來操作RabbitMQ。在本文中，我們將會編寫兩個小程序：一個生產者（Producer）發送一條消息，而一個消費者（Consumer）將會接收這個消息並將它輸出。這就是消息通信的“Hello World”。
在下圖中，P代表生產者，C代表消費者，中間的盒子代表隊列——消息緩存區。我們總的設計圖如下：

總設計圖
生產者會將消息發送至“hello”隊列，消費者從從該隊列中獲取消息。

發送消息

在這一部分中，我們將會讓生產者來發送消息。

發送消息
我們的第一個程序send.py將會發送一個消息至隊列。首先我們要做的是建立與RabbitMQ Server的連接。

import pika

connection = pika.BlockingConnection(pika.ConnectionParameters('localhost'))
channel = connection.channel()

我們連接到了本地機器（localhost）的一個代理。如果我們需要連接不同機器的代理，我們只需要聲明機器名稱以及IP地址即可。
接着，在我們發送消息之前，我們需要確認隊列是否存在。如果我們發送消息到一個不存在的地方，RabbitMQ將會丟失這條消息。因此，我們需要創建一個hello隊列，這里將是消息傳遞的地方。

channel.queue_declare(queue='hello')

我們已經准備好發送消息了。我們的第一條消息是字符串“Hello World!”，我們將它發送至hello隊列。
在RabbitMQ中，消息不會被直接發送至隊列，它需要通過exchange才能做到。在這里我們不需要了解exchange的原理，我們只需要知道，空字符串就代表默認的exchange。該exchange很特殊——它規定了我們的消息往哪個隊列走。隊列名稱需要用routing_key這個參數來聲明：

channel.basic_publish(exchange='',
                      routing_key='hello',
                      body='Hello World!')
print(" [x] Sent 'Hello World!'")

在退出程序前，我們需要確保網絡緩存被清空並且我們的消息確實被傳送至RabbitMQ。一般我們通過關閉連接來實現。

connection.close()

接受消息

在這一部分中，我們將會讓消費者來接受消息。

接受消息

我們的第二個程序receive.py將會從隊列中接受消息，並把其輸出出來。
同樣地，第一步是連接到RabbitMQ Server。這部分的代碼與之前的部分相同。
下一步，更之前一樣，需要確保隊列存在。使用queue_declare來創建隊列是冪等的（idempoten) —— 我們可以運行這條命令很多次，但只會創建一個隊列。

channel.queue_declare(queue='hello')

也許你會好奇我們為什么要再一次聲明這個列隊，明明我們在之前的代碼中已經聲明過了。這里這么做主要是為了確保隊列已經存在。舉例來說，這邊是先運行send.py，但我們不能確定哪一個程序會先運行。因此在這樣的情況下，在兩個程序中反復聲明列隊是不錯的方式。
從隊列中接受消息更加復雜。他需要通過callback函數與列隊關聯。無論什么時候我們接受到消息，這個callback函數都被會Pika模塊調用。在我們的例子中，這個函數將會輸出消息的內容。

def callback(ch, method, properties, body):
    print(" [x] Received %r" % body)

下一步，我們需要告訴RabbitMQ，在hello隊列中，這個特定的callback函數需要接受消息。

channel.basic_consume(queue='hello',
                      auto_ack=True,
                      on_message_callback=callback)

auto_ack參數的含義會在后面的文章中解釋。
最后我們創建一個永不停止的循環，用於接收消息：

print(' [*] Waiting for messages. To exit press CTRL+C')
channel.start_consuming()

實踐出真知

上面的部分介紹了“Hello World”的理論方面，接下來，我們會分別使用Python和Java程序來分別實現這個例子。

Python

sent.py程序如下：

# -*- coding: utf-8 -*-
import pika

connection = pika.BlockingConnection(pika.ConnectionParameters(host='localhost'))
channel = connection.channel()

channel.queue_declare(queue='hello')

channel.basic_publish(exchange='', routing_key='hello', body='Hello World from Python!')
print(" [x] Sent 'Hello World!'")
connection.close()

receive.py程序如下：

# -*- coding: utf-8 -*-
import pika

connection = pika.BlockingConnection(pika.ConnectionParameters(host='localhost'))
channel = connection.channel()

channel.queue_declare(queue='hello')


def callback(ch, method, properties, body):
    print(" [x] Received %r" % body)


channel.basic_consume(queue='hello', on_message_callback=callback, auto_ack=True)

print(' [*] Waiting for messages. To exit press CTRL+C')
channel.start_consuming()

先啟動receive.py，程序會提示“ [*] Waiting for messages. To exit press CTRL+C”，表明該消費者在等待接收消息。在運行sent.py，該程序會發送“Hello World from Python!”至隊列，同時receive.py會輸出該消息。每運行一次sent.py，receive.py會就會輸出一個該消息，如下圖：

Java

我們使用Gradle來構建這個項目，項目結構如下：

Java項目結構

在build.gradle中，我們引入第三方jar包，內容如下：

plugins {
    id 'java'
}

group 'rabbitmq'
version '1.0-SNAPSHOT'

sourceCompatibility = 1.8

repositories {
    mavenCentral()
}

dependencies {
    testCompile group: 'junit', name: 'junit', version: '4.12'
    // https://mvnrepository.com/artifact/com.rabbitmq/amqp-client
    compile group: 'com.rabbitmq', name: 'amqp-client', version: '5.8.0'
    // https://mvnrepository.com/artifact/org.slf4j/slf4j-api
    compile group: 'org.slf4j', name: 'slf4j-api', version: '1.7.26'
    // https://mvnrepository.com/artifact/org.slf4j/slf4j-simple
    testCompile group: 'org.slf4j', name: 'slf4j-simple', version: '1.7.26'

}

Send.java代碼如下：

import com.rabbitmq.client.Channel;
import com.rabbitmq.client.Connection;
import com.rabbitmq.client.ConnectionFactory;

import java.nio.charset.StandardCharsets;

public class Send {

    private final static String QUEUE_NAME = "hello";

    public static void main(String[] argv) throws Exception {
        ConnectionFactory factory = new ConnectionFactory();
        factory.setHost("localhost");
        try (Connection connection = factory.newConnection();
             Channel channel = connection.createChannel()) {
             channel.queueDeclare(QUEUE_NAME, false, false, false, null);
             String message = "Hello World from Java!";
             channel.basicPublish("", QUEUE_NAME, null, message.getBytes(StandardCharsets.UTF_8));
             System.out.println(" [x] Sent '" + message + "'");
        }
    }
}

Recv.java的代碼如下：

import com.rabbitmq.client.Channel;
import com.rabbitmq.client.Connection;
import com.rabbitmq.client.ConnectionFactory;
import com.rabbitmq.client.DeliverCallback;

public class Recv {

    private final static String QUEUE_NAME = "hello";

    public static void main(String[] argv) throws Exception {
        ConnectionFactory factory = new ConnectionFactory();
        factory.setHost("localhost");
        Connection connection = factory.newConnection();
        Channel channel = connection.createChannel();

        channel.queueDeclare(QUEUE_NAME, false, false, false, null);
        System.out.println(" [*] Waiting for messages. To exit press CTRL+C");

        DeliverCallback deliverCallback = (consumerTag, delivery) -> {
            String message = new String(delivery.getBody(), "UTF-8");
            System.out.println(" [x] Received '" + message + "'");
        };
        channel.basicConsume(QUEUE_NAME, true, deliverCallback, consumerTag -> { });
    }
}

具體的操作方法同Python一樣。

Python與Java的交互

如果我們把Python的“Hello World”看成一個簡單的小系統，而Java的“Hello World”也看成一個簡單的小系統，那么RabbitMQ可以溝通這兩個系統，這也是RabbitMQ的一個特定：系統對接。
我們在Python中運行receive.py，而運行Java的Send.java三次，運行Python的sent.py兩次，結果如下：

Python與Java的交互

這樣的測試結果是令人吃驚的，因為我們用RabbitMQ打通了兩個不同語言的系統！

總結

本文作為RabbitMQ入門的第一篇，希望能對大家有所幫助。筆者也是初學RabbitM，文章中肯定有不足之處，懇請大家批評指正。
感謝大家的閱讀~

參考網站

Python操作rabbitmq系列（一）： https://zhuanlan.zhihu.com/p/29800710
RabbitMQ教程： https://blog.csdn.net/hellozpc/article/details/81436980
RabbitMQ Tutorials：https://www.rabbitmq.com/tutorials/tutorial-one-python.html
透徹rabbitmq： https://zhuanlan.zhihu.com/p/63700605
MQ和RabbitMQ作用特點： https://blog.csdn.net/weixin_40792878/article/details/82555791

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