RabbitMQ简述

RabbitMQ 是一个开源的 消息代理（Message Broker） 软件，实现了 高级消息队列协议（AMQP），用于在分布式系统中存储、转发消息，支持异步通信、解耦服务、负载均衡和消息缓冲。

核心概念

Producer（生产者）：发送消息的应用。
Consumer（消费者）：接收消息的应用。
Queue（队列）：存储消息的缓冲区，遵循 FIFO（先进先出）。
Exchange（交换机）：接收生产者消息并路由到队列（根据规则）。
Binding（绑定）：定义交换机和队列之间的关联规则。
Message（消息）：包含有效载荷（数据）和元数据（如路由键、头信息）。

交换机类型（Routing Strategies）

直连交换机(Direct Exchange)

Direct：精确匹配路由键（如点对点通信）。

  • 根据消息的routing key精确匹配队列
  • 常用于单播(unicast)消息路由
  • 典型应用场景：订单处理(不同订单类型路由到不同队列)

扇形交换机(Fanout Exchange)

Fanout：广播到所有绑定的队列（发布/订阅模式）。

  • 将消息广播到所有绑定的队列
  • 忽略routing key
  • 典型应用场景：广播通知、事件发布

主题交换机(Topic Exchange)

Topic：基于通配符匹配路由键（灵活的路由）。

  • 根据通配符匹配routing key
  • 支持*(匹配一个单词)和#(匹配零个或多个单词)
  • 典型应用场景：基于多维度路由(如日志级别.应用名称)

头交换机(Headers Exchange)

Headers：通过消息头属性路由（而非路由键）。

  • 根据消息头(header)属性匹配
  • 忽略routing key
  • 支持x-match参数(all需全部匹配，any只需匹配一个)

交换机属性

创建交换机时可设置以下主要属性：
Name：交换机名称
Type：交换机类型(direct, fanout, topic, headers)
Durability：是否持久化(重启后是否保留)
Auto-delete：当所有队列都解除绑定后是否自动删除
Arguments：额外参数(如alternate-exchange等)

模式

模式交换机类型核心机制典型应用场景
简单模式默认交换机直接队列绑定单任务异步处理
工作队列默认交换机多消费者竞争并行任务处理
发布/订阅Fanout广播到所有队列事件通知
路由模式Direct精确匹配路由键选择性日志分发
主题模式Topic通配符匹配路由键多维度消息分类
RPC默认交换机回调队列+关联ID同步远程调用
头部交换机Headers键值对匹配复杂条件路由
死信队列任意类型（DLX）TTL/拒绝触发异常消息处理
延迟队列Delayed Message插件延迟投递定时任务/超时控制

简单模式

在这里插入图片描述
简单队列不介绍，直接看工作队列

工作队列

在这里插入图片描述

创建队列

创建一个名为xiri.queue的队列

在这里插入图片描述

消费者代码

模拟2个消费者互相抢消息

@Component
public class SpringRabbitListener 
{@RabbitListener(queues = {"xiri.queue"})public void listener1(String mes){System.out.println("消费者1接受消息："+mes);}@RabbitListener(queues = {"xiri.queue"})public void listener2(String mes){System.out.println("消费者2接受消息："+mes);}
}

生产者代码

模拟50条消息

@SpringBootTest
public class ProducerTest 
{@AutowiredRabbitTemplate rabbitTemplate;@Testvoid WorkQueueSent(){//队列名称String queueName = "xiri.queue";for (int i = 1; i <= 50; i++) {//发送消息rabbitTemplate.convertAndSend(queueName,"消息-"+i);	}}
}

运行结果

由此发现默认情况下，是轮询投递消息，并没有考虑到消费者已经处理完了消息，造成消息堆积
在这里插入图片描述

消息堆积处理方案（能者多劳）

设置每次只能给消费者投递1次消息，处理完成后才能获取下一个消息

  1. 修改yml配置文件
spring:rabbitmq:host: 127.0.0.1   #ipport: 5672  #端口virtual-host: /xiri   #虚拟主机username: xiri  #账号password: 123   #密码listener:simple:prefetch: 1 #每次只能获取一条消息，处理完成才能获取下一个消息
  1. 修改消费者代码
    给代码加上等待时间进行模拟测试
@Component
public class SpringRabbitListener 
{@RabbitListener(queues = {"xiri.queue"})public void listener1(String mes) throws InterruptedException {System.out.println("消费者1接受消息："+mes);Thread.sleep(20);}@RabbitListener(queues = {"xiri.queue"})public void listener2(String mes) throws InterruptedException {System.out.println("消费者2接受消息："+mes);Thread.sleep(100);}
}
  1. 测试结果
    消费者1处理消息快，处理消息多，实现能者多劳
    在这里插入图片描述

发布/订阅

在这里插入图片描述

控制台设置

设置一个fanout交换机
在这里插入图片描述
设置两个队列
在这里插入图片描述
绑定2个队列
在这里插入图片描述

消费者

在消费者服务写两个消费者方法模拟，分别监听队列1和队列2

@Component
public class SpringRabbitListener 
{@RabbitListener(queues = {"xiri.queue1"})public void listener1(String mes) throws InterruptedException {System.out.println("消费者1接受消息："+mes);}@RabbitListener(queues = {"xiri.queue2"})public void listener2(String mes) throws InterruptedException {System.out.println("消费者2接受消息："+mes);}
}

生产者

生产者向交换机发送消息

@SpringBootTest
public class ProducerTest 
{@AutowiredRabbitTemplate rabbitTemplate;@Testvoid sent(){//队列名称String exchange = "xiri.fanout";//发送消息rabbitTemplate.convertAndSend(exchange,null,"消息");//routingKey没有设置，可以为空}
}

运行结果

在这里插入图片描述

路由模式

直连交换机(Direct Exchange)会根据规则路由到指定的队列

控制台设置

创建类型为direct，名称为xiri.direct交换机
在这里插入图片描述
创建2个队列，名字分别为direct.queue1、direct.queue2
在这里插入图片描述
进行绑定
direct.queue1绑定key1
direct.queue2绑定key2
在这里插入图片描述

消费者

@Component
public class SpringRabbitListener 
{@RabbitListener(queues = {"direct.queue1"})public void listener1(String mes) throws InterruptedException {System.out.println("消费者1接受消息："+mes);}@RabbitListener(queues = {"direct.queue2"})public void listener2(String mes) throws InterruptedException {System.out.println("消费者2接受消息："+mes);}
}

生产者

@SpringBootTest
public class ProducerTest 
{@AutowiredRabbitTemplate rabbitTemplate;@Testvoid sent(){//队列名称String exchange = "xiri.direct";//发送消息rabbitTemplate.convertAndSend(exchange,"key1","消息1");rabbitTemplate.convertAndSend(exchange,"key1","消息2");rabbitTemplate.convertAndSend(exchange,"key2","消息3");}
}

运行结果

在这里插入图片描述

主题模式

直连交换机(Direct Exchange) 和 主题交换机(Topic Exchange)类似，区别在于Routing key可以是多个单词列表以 .(点) 分割

控制台设置

创建类型为topic，名为xiri.topic的交换机
在这里插入图片描述
创建队列
在这里插入图片描述
交换机绑定队列在这里插入图片描述

消费者

@Component
public class SpringRabbitListener 
{@RabbitListener(queues = {"topic.queue1"})public void listener1(String mes) throws InterruptedException {System.out.println("消费者1接受消息："+mes);}@RabbitListener(queues = {"topic.queue2"})public void listener2(String mes) throws InterruptedException {System.out.println("消费者2接受消息："+mes);}
}

生产者

@SpringBootTest
public class ProducerTest 
{@AutowiredRabbitTemplate rabbitTemplate;@Testvoid sent(){//队列名称String exchange = "xiri.topic";//发送消息rabbitTemplate.convertAndSend(exchange,"topic.key1","消息1");rabbitTemplate.convertAndSend(exchange,"topic.key2","消息2");rabbitTemplate.convertAndSend(exchange,"topic.key.node1","消息3");}
}

运行结果

根据通配符发到消费者
在这里插入图片描述

注解声明队列和交换机

在消费者端，通过 @RabbitListener 注解自动声明队列并绑定到交换机

@Component
public class SpringRabbitListener 
{//基于注解来声明队列和交换机，并且绑定@RabbitListener(bindings = {@QueueBinding(value = @Queue(value = "direct.queue1", durable = "true"),	//设置队列,并且持久化exchange = @Exchange(value = "xiri.direct",type = ExchangeTypes.DIRECT),	//设置交换机和类型key = {"key1"}	//设置路由)})public void listener1(String mes) throws InterruptedException {System.out.println("消费者1接受消息："+mes);}
}

消息转换器

转换成json格式传输
消费者和生产者都需要创建bean

创建Bean

import org.springframework.amqp.support.converter.Jackson2JsonMessageConverter;
import org.springframework.amqp.support.converter.MessageConverter;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;@Configuration
public class RabbitConverter 
{@Beanpublic MessageConverter messageConverter(){return new Jackson2JsonMessageConverter();}
}

这样数据就是以JSON格式传输的
获取消息
在这里插入图片描述

消息丢失问题

生产者发送消息丢失

生产者发送消息到 RabbitMQ 服务器时，由于网络问题或 RabbitMQ 服务崩溃，消息未到达交换机

解决方案

1. 生产者重试机制

通过配置重试机制，但是SpringAMQP是阻塞的，如果对性能有要求不能使用，这个只是对连接进行的重试，而不是消息失败的重试

spring:rabbitmq:host: 127.0.0.1   #ipport: 5672  #端口virtual-host: /xiri   #虚拟主机username: xiri  #账号password: 123   #密码connection-timeout: 1s #超时时间template:retry:enabled: true #开启超时重试机制initial-interval: 1000ms #失败后初始等待时间multiplier: 1 #失败后下次等待时长倍数=initial-interval*multipliermax-attempts: 3 #最大重试次数

测试效果，故意将网络故障，造成超时重试3次
在这里插入图片描述

2. 生产者确认

RabbitMQ 提供 ConfirmCallback 机制，确认消息是否成功到达交换机。
如果对消息可靠性要求不高，不需要开启确认机制，因为会影响性能
生产者yml文件配置

spring:rabbitmq:host: 127.0.0.1   #ipport: 5672  #端口virtual-host: /xiri   #虚拟主机username: xiri  #账号password: 123   #密码connection-timeout: 1s #超时时间template:retry:enabled: true #开启超时重试机制initial-interval: 1000ms #失败后初始等待时间multiplier: 1 #失败后下次等待时长倍数=initial-interval*multipliermax-attempts: 3 #最大重试次数publisher-confirm-type: correlated  # 开启异步确认publisher-returns: true # 开启路由失败回调

以下为以上内容中关键的配置信息

publisher-confirm-type: correlated  # 开启异步确认
publisher-returns: true # 开启路由失败回调

生产者代码配置

// Spring AMQP 配置
@Bean
public RabbitTemplate rabbitTemplate(ConnectionFactory connectionFactory) 
{RabbitTemplate rabbitTemplate = new RabbitTemplate(connectionFactory);rabbitTemplate.setMandatory(true); // 开启强制回调// 设置 ConfirmCallbackrabbitTemplate.setConfirmCallback((correlationData, ack, cause) -> {if (ack) {System.out.println("消息到达交换机，ID: " + correlationData.getId());} else {System.err.println("消息未到达交换机，原因: " + cause);}});// 设置 ReturnsCallbackrabbitTemplate.setReturnsCallback(returned -> {System.err.println("消息未路由到队列: " + returned.getMessage());});return rabbitTemplate;
}

生产者测试

@SpringBootTest
public class ProducerTest 
{@AutowiredRabbitTemplate rabbitTemplate;@Testvoid sent(){//队列名称String exchange = "xiri.direct";//设置消息唯一编号CorrelationData id = new CorrelationData(UUID.randomUUID().toString());//发送消息rabbitTemplate.convertAndSend(exchange,"key","消息",id);}
}

消息结果
在这里插入图片描述

3. 数据持久化

RabbitMQ默认将数据保存在内存当中，如果宕机了，消息就会丢失，还会造成内存积压，引发阻塞问题
实现数据持久化三个方面：交换机持久化、队列持久化、消息持久化
spring发送消息默认就是持久的
设置非持久化

@SpringBootTest
public class ProducerTest 
{@AutowiredRabbitTemplate rabbitTemplate;@Testvoid sent() {//队列名称String exchange = "xiri.direct";//设置消息唯一编号CorrelationData id = new CorrelationData(UUID.randomUUID().toString());//发送消息rabbitTemplate.convertAndSend(exchange, "key", "消息", new MessagePostProcessor() {@Overridepublic Message postProcessMessage(Message message) {message.getMessageProperties().setDeliveryMode(MessageDeliveryMode.NON_PERSISTENT);//发送持久化消息return message;}});}
}

以下已经设置为1，表示非持久化模式
在这里插入图片描述

4. lazy queue

Lazy Queue 是 RabbitMQ 的一种特殊队列模式，它会尽可能将消息存储在磁盘，而不是内存中，从而减少内存使用，适合处理大量消息且消费较慢的场景
3.6.0（初始引入）
首次支持 Lazy Queue，允许消息直接存储到磁盘，减少内存占用。
3.12.0（默认模式）
从该版本开始，Lazy Queue 成为所有队列的默认模式，官方推荐升级到该版本或手动启用 Lazy 模式1。

消费者消息丢失问题

解决方案

1.确认机制

SpringAMQP消息确认机制有三种处理方式：

  1. none 不处理
  2. manual 手动处理，需要在业务代码中调用api
  3. auto 自动处理，利用aop处理，对代码没有破坏性
    当业务出现异常时，会自动返回nack
    如果是消息处理或校验异常，自动返回reject

开启消费者确认机制为auto，有spring确认消息处理完成后返回ack，异常返回nack

spring:rabbitmq:listener:simple:acknowledge-mode: auto  #none:关闭ack，manual:手动ack，auto:自动ack
2.重试机制

在 Spring AMQP 的 RabbitMQ 配置中，stateless 是消费者重试机制（retry）的一个参数，用于控制重试时的状态管理方式
stateless=true（默认）

  1. 每次重试都是无状态的，即不保留前一次尝试的上下文（如数据库事务、Spring Session 等）。
  2. 适用场景：普通消息处理，无需依赖前一次重试的状态。
  3. 性能更好：因为不需要维护状态。

stateless=false

  1. 重试时会保留状态（如事务、Session 等），确保多次重试在同一个上下文中执行。
  2. 适用场景：需要事务一致性的操作（如支付处理）。
  3. 性能较低：因为需要维护状态。

开启重试机制

spring:rabbitmq:listener:simple:prefetch: 1 #每次只能获取一条消息，处理完成才能获取下一个消息retry:enabled: true #开启消费者重试机制initial-interval: 1000ms #失败后初始等待时间multiplier: 1 #失败后下次等待时长倍数=initial-interval*multipliermax-attempts: 3 #最大重试次数stateless: true #true为无状态，false为有状态。决定重试时是否保持消费者状态（如事务、Session等）

重试多次依然失败处理策略
在开启重试模式后，重试次数耗尽依然失败，则需要有MessageRecoverer接口来处理，它有三种实现：

实现类行为适用场景
RejectAndDontRequeueRecoverer（默认）直接拒绝消息（reject），且不重新入队，消息可能丢失或进入死信队列（若配置）13非关键消息，允许丢弃
ImmediateRequeueMessageRecoverer立即将消息重新放回队列（nack + requeue=true），可能导致无限循环临时性错误（如网络抖动）
RepublishMessageRecoverer（推荐）将消息重新发布到指定的异常交换机和队列，供人工或后续处理关键业务，需

使用第三种方式演示
开启消费者失败重试机制，并设置MessageRecoverer，多次重试无效后将消息投递到异常交换机，交由人工处理问题
消费者ymy配置

spring:rabbitmq:listener:simple:retry:enabled: true #开启消费者重试机制

消费者配置

import org.springframework.amqp.core.Binding;
import org.springframework.amqp.core.BindingBuilder;
import org.springframework.amqp.core.DirectExchange;
import org.springframework.amqp.core.Queue;
import org.springframework.amqp.rabbit.core.RabbitTemplate;
import org.springframework.amqp.rabbit.retry.MessageRecoverer;
import org.springframework.amqp.rabbit.retry.RepublishMessageRecoverer;
import org.springframework.boot.autoconfigure.condition.ConditionalOnProperty;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;@Configuration
//这个配置需要开启重试机制才会开启
@ConditionalOnProperty(prefix = "spring.rabbitmq.listener.simple.retry",name="enabled",havingValue = "true")
public class ErrorConfig
{@Beanpublic DirectExchange errorExchange(){return new DirectExchange("error.direct");}@Beanpublic Queue errorQueue(){return new Queue("error.queue");}@Beanpublic Binding errorBinding(DirectExchange errorExchange,Queue errorQueue){//队列绑定交换机return BindingBuilder.bind(errorQueue).to(errorExchange).with("error");}@Beanpublic MessageRecoverer messageRecoverer(RabbitTemplate rabbitTemplate){return new RepublishMessageRecoverer(rabbitTemplate,"error.direct","error");}
}

效果
将异常信息和消息全部转到了error.queue
在这里插入图片描述

业务层幂等设计

  1. 数据库唯一约束
  • 例如订单表对 order_id 设置唯一索引，重复插入会报错。
    Redis 原子操作
  • 用 SETNX 或分布式锁标记已处理的消息。
  1. 消息去重
  • 生产者生成唯一 ID，发送消息时携带 correlationId，消费者记录已处理的 ID。
  • 消费者记录消息 ID，用 Redis 或数据库存储已处理的消息 ID。

延迟消息

1.死信交换机

利用死信队列（DLX）+ TTL 实现延迟消息
死信队列（DLX）：死信会被路由到指定的死信交换机（DLX），再进入死信队列，由消费者处理
消息设置 TTL（Time To Live）：消息或队列可以设置过期时间（TTL），到期后消息会变成“死信”

在这里插入图片描述

消费者

声明队列

import org.springframework.amqp.core.*;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;@Configuration
public class DlxConfig 
{@Beanpublic DirectExchange xiriExchange(){return new DirectExchange("xiri.direct",true,false);}@Beanpublic Queue xiriQueue(){return QueueBuilder.durable("xiri.queue").withArgument("x-dead-letter-exchange", "dlx.direct").withArgument("x-dead-letter-routing-key","dlx.key").build();}@Beanpublic Binding xiriBinding() {return BindingBuilder.bind(xiriQueue()).to(xiriExchange()).with("xiri.key");}
}

消费

import org.springframework.amqp.core.ExchangeTypes;
import org.springframework.amqp.rabbit.annotation.*;
import org.springframework.stereotype.Component;import java.time.LocalDateTime;@Component
public class SpringRabbitListener 
{@RabbitListener(bindings = @QueueBinding(value = @Queue(name = "dlx.queue", durable = "true"),exchange = @Exchange(name = "dlx.direct", type = ExchangeTypes.DIRECT),key = "dlx.key" // 死信路由键))public void listener(String mes) throws InterruptedException {System.out.println(LocalDateTime.now() +" 死信接受消息："+mes);}
}
生产者
import org.junit.jupiter.api.Test;
import org.springframework.amqp.AmqpException;
import org.springframework.amqp.core.Message;
import org.springframework.amqp.core.MessagePostProcessor;
import org.springframework.amqp.rabbit.core.RabbitTemplate;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.boot.test.context.SpringBootTest;import java.time.LocalDateTime;@SpringBootTest
public class ProducerTest 
{@AutowiredRabbitTemplate rabbitTemplate;@Testvoid sent(){//队列名称String exchange = "xiri.direct";//发送消息rabbitTemplate.convertAndSend(exchange, "xiri.key", "消息", new MessagePostProcessor() {@Overridepublic Message postProcessMessage(Message message) throws AmqpException {//设置过期时间(5秒)message.getMessageProperties().setExpiration("5000");return message;}});System.out.println(LocalDateTime.now() +" 发送消息");}
}
结果

在这里插入图片描述
5秒后收到消息
在这里插入图片描述

缺点： 消息排序问题：如果队列中有不同 TTL 的消息，RabbitMQ 只会检查队头消息的 TTL，可能导致后进队的消息先过期

2.RabbitMQ延迟插件

使用 rabbitmq-delayed-message-exchange 插件
RabbitMQ 官方提供的插件，通过 自定义交换机类型（x-delayed-message） 实现真正的延迟投递，消息按延迟时间排序，到期后才会被路由到目标队列

  1. 下载插件（需匹配 RabbitMQ 版本）：
    插件下载地址：https://github.com/rabbitmq/rabbitmq-delayed-message-exchange/releases
  2. 将下载的文件放到RabbitMQ的plugins目录里面
  3. 启用插件
rabbitmq-plugins enable rabbitmq_delayed_message_exchange
  1. 重启RabbitMQ

关闭

rabbitmq-service.bat stop

启动

rabbitmq-server start

消费者

import org.springframework.amqp.core.ExchangeTypes;
import org.springframework.amqp.rabbit.annotation.Exchange;
import org.springframework.amqp.rabbit.annotation.Queue;
import org.springframework.amqp.rabbit.annotation.QueueBinding;
import org.springframework.amqp.rabbit.annotation.RabbitListener;
import org.springframework.stereotype.Component;import java.time.LocalDateTime;@Component
public class SpringRabbitListener 
{//延迟队列，关键点在交换机设置delayed属性为true@RabbitListener(bindings = @QueueBinding(value = @Queue(name = "xiri.queue", durable = "true"),exchange = @Exchange(name = "xiri.direct", type = ExchangeTypes.DIRECT,delayed = "true"),key = "xiri.key"))public void listener1(String mes) throws InterruptedException {System.out.println(LocalDateTime.now()+" 消费者接受消息："+mes);}
}

生产者

import org.junit.jupiter.api.Test;
import org.springframework.amqp.rabbit.core.RabbitTemplate;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.boot.test.context.SpringBootTest;import java.time.LocalDateTime;@SpringBootTest
public class ProducerTest 
{@AutowiredRabbitTemplate rabbitTemplate;@Testvoid sent(){//队列名称String exchange = "xiri.direct";//发送消息rabbitTemplate.convertAndSend(exchange,"xiri.key","消息",message -> {message.getMessageProperties().setDelayLong(5000L);//设置5秒过去return message;});System.out.println(LocalDateTime.now()+" 发送消息");}
}

结果

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

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简介 Dapper 是由 Stack Overflow 团队开发的一个简单、高性能的微型 ORM&#xff08;Object‑Relational Mapper&#xff09;&#xff0c;仅几千行代码&#xff0c;依赖于 ADO.NET 的 IDbConnection&#xff0c;通过动态生成 IL 来映射结果到实体对象。 与 EF、NHibernate 这类…
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【LeetCode 热题 100】35. 搜索插入位置——二分查找（左闭右开）

【LeetCode 热题 100】35. 搜索插入位置——二分查找（左闭右开）

Problem: 35. 搜索插入位置 给定一个排序数组和一个目标值&#xff0c;在数组中找到目标值&#xff0c;并返回其索引。如果目标值不存在于数组中&#xff0c;返回它将会被按顺序插入的位置。 请必须使用时间复杂度为 O(log n) 的算法。 文章目录整体思路完整代码时空复杂度时间…
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Python-初学openCV——图像预处理（四）——滤波器

Python-初学openCV——图像预处理（四）——滤波器

目录 一、图像噪点消除噪声&#xff1a; 1、概念 2、均值滤波 3、方框滤波 4 、高斯滤波 5、中值滤波 6、双边滤波 7、总结 一、图像噪点消除噪声&#xff1a; 1、概念 指图像中的一些干扰因素&#xff0c;通常是由图像采集设备、传输信道等因素造成的&#xff0c;表现…
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嵌入式系统可靠性设计

嵌入式系统可靠性设计

嵌入式系统可靠性设计硬件件可靠性设计1. 硬件设计原则2. 硬件设计注意问题2.1 引脚布局和走线2.2 元器件选择和布局2.3 电源和地线分离2.4 EMI/EMC设计2.5 系统可靠性2.6 资源利用和扩展性软件可靠性设计1. 设计原则1.1 模块化设计1.2 冗余设计1.3 容错设计1.4 实时性保障1.5 …
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