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【SpringCloud15】SpringCloud Stream消息驱动

小半 • • 技术随笔 • 阅读 437

导读：本篇文章讲解 【SpringCloud15】SpringCloud Stream消息驱动，希望对大家有帮助，欢迎收藏，转发！站点地址：www.bmabk.com

1.消息驱动概述

1.1 为什么要引入消息驱动

在这里插入图片描述

1.2 是什么

概述：屏蔽底层消息中间件的差异，降低切换成本，统一消息的编程模型
官网
在这里插入图片描述
Spring Cloud Stream是用于构建与共享消息传递系统连接的高度可伸缩的事件驱动微服务框架，该框架提供了一个灵活的编程模型，它建立在已经建立和熟悉的Spring熟语和最佳实践上，包括支持持久化的发布/订阅、消费组以及消息分区这三个核心概念

中文指导手册

官方定义SpringCloud Stream是一个构建消息驱动微服务的框架

应用程序通过inputs或者outputs来与SpringCloud Stream中binder对象交互。通过我们配置来binding（绑定），而SpringCloud Stream的binder对象负责与消息中间件交互。所以我们只需要搞清楚如何与SpringCloud Stream交互就可以方便使用消息驱动的方式。

通过使用Spring Integration来连接消息代理中间件以实现消息事件驱动。
SpringCloud Stream为一些供应商的消息中间件产品提供了个性化的自动化配置实现，引用了发布——订阅、消费组、分区的三个核心概念。

目前仅支持RabbitMQ、Kafka

问题： 为什么要引入SpringCloud Stream？
答案： 对于我们Java程序员来说，可能有时要使用ActiveMQ,有时要使用RabbitMQ,甚至还有RocketMQ以及Kafka，这之间的切换似乎很麻烦，我们很难，也没有太多时间去精通每一门技术，那有没有一种新技术的诞生，让我们不再关注具体MQ的细节，自动的给我们在各种MQ内切换。

1.3 设计思想

1.3.1 标准MQ

  1. 生产者/消费者之间靠消息媒介传递信息内容——Message
  2. 消息必须走特定的通道——MessageChannel
  3. 消息通道里的消息如何被消费呢，谁负责手法处理——消息通道MessageChannel的子接口SubscribabelChannel，由MessageHandler消息处理器所订阅
    在这里插入图片描述

1.3.2 为什么用Cloud Stream

在这里插入图片描述
比方说我们用到了RabbitMQ和Kafka，由于这两个消息中间件的架构不同。像RabbitMQ有exchange，kafka有Topic和Partitions分区。

这些中间件的差异性导致我们实际项目开发给我们造成了一定的困扰，我们如果用了两个消息队列的其中一种，后面的业务需求，我们想往另外一种消息队列进行迁移，这时候无疑就是一个灾难性的，一大堆东西都要重新做，因为它跟系统耦合了，这时候SpringCloud Stream给我们提供了一种解耦合的方式。

1.stream凭什么可以统一底层差异？

在没有绑定器这个概念的情况下，我们的SpringBoot应用要直接与消息中间件进行信息交互的时候，由于各消息中间件构建的初衷不同，它们的实现细节上会有较大的差异性，通过定义绑定器作为中间层，完美地实现了应用程序与消息中间件细节之间的隔离。通过向应用程序暴露统一的Channel通道，使得应用程序不需要再考虑各种不同的消息中间件实现。

通过定义绑定器Binder作为中间层，实现了应用程序与消息中间件细节之间的隔离。

在这里插入图片描述

Stream对消息中间件的进一步封装，可以做到代码层面对中间件的无感知，甚至于动态的切换中间件(rabbitmq切换为kafka)，使得微服务开发的高度解耦，服务可以关注更多自己的业务流程。

2.binder

  • INPUT对应于消费者
  • OUTPUT对应于生产者

1.3.3 Stream中的消息通信方式遵循了发布——订阅模式

Topic主题进行广播

  • RabbitMQ就是Exchange
  • Kafka就是Topic

1.4 SpringCloud Stream标准流程标准

在这里插入图片描述
Binder：很方便的连接中间件，屏蔽差异

Channel：通道，是队列Queue的一种抽象，在消息通讯系统中就是实现存储和转发的媒介，通过Channel对队列进行配置

Source和Sink：简单的可理解为参照对象是Spring Cloud Stream自身，从Stream发布消息就是输出，接受消息就是输入

1.5 编码API和常用注解

在这里插入图片描述

2.案例

要有RabbitMQ

  1. 新建cloud-stream-rabbitmq-provider8801，作为生产者
  2. 新建cloud-stream-rabbitmq-consumer8802，作为消费者
  3. 新建cloud-stream-rabbitmq-consumer8803，作为消费者

3.消息驱动之生产者

作为生产者，进行发消息模块

3.1 新建cloud-stream-rabbitmq-provider8801

3.2 POM

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0"
         xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
         xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
    <modelVersion>4.0.0</modelVersion>
    <parent>
        <groupId>com.atguigu.springcloud</groupId>
        <artifactId>cloud2022</artifactId>
        <version>1.0-SNAPSHOT</version>
    </parent>

    <artifactId>cloud-stream-rabbitmq-provider8801</artifactId>

    <properties>
        <maven.compiler.source>8</maven.compiler.source>
        <maven.compiler.target>8</maven.compiler.target>
        <project.build.sourceEncoding>UTF-8</project.build.sourceEncoding>
    </properties>
    <dependencies>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-actuator</artifactId>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
            <artifactId>spring-cloud-starter-netflix-eureka-client</artifactId>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
            <artifactId>spring-cloud-starter-stream-rabbit</artifactId>
        </dependency>
        <!--基础配置-->
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-devtools</artifactId>
            <scope>runtime</scope>
            <optional>true</optional>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.projectlombok</groupId>
            <artifactId>lombok</artifactId>
            <optional>true</optional>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
            <scope>test</scope>
        </dependency>
    </dependencies>

</project>

3.3 YML

server:
  port: 8801

spring:
  application:
    name: cloud-stream-provider
  cloud:
    stream:
      binders: # 在此处配置要绑定的rabbitmq的服务信息；
        defaultRabbit: # 表示定义的名称，用于于binding整合
          type: rabbit # 消息组件类型
          environment: # 设置rabbitmq的相关的环境配置
            spring:
              rabbitmq:
                host: localhost
                port: 5672
                username: guest
                password: guest
      bindings: # 服务的整合处理
        output: # 这个名字是一个通道的名称
          destination: studyExchange # 表示要使用的Exchange名称定义
          content-type: application/json # 设置消息类型，本次为json，文本则设置“text/plain”
          binder: defaultRabbit # 设置要绑定的消息服务的具体设置

eureka:
  client: # 客户端进行Eureka注册的配置
    service-url:
      defaultZone: http://localhost:7001/eureka
  instance:
    lease-renewal-interval-in-seconds: 2 # 设置心跳的时间间隔（默认是30秒）
    lease-expiration-duration-in-seconds: 5 # 如果现在超过了5秒的间隔（默认是90秒）
    instance-id: send-8801.com  # 在信息列表时显示主机名称
    prefer-ip-address: true     # 访问的路径变为IP地址

3.4 主启动

package com.atguigu.springcloud;

import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;

/**
 * 简要描述
 *
 * @Author: ASuLe
 * @Date: ${DATE} ${TIME}
 * @Version: 1.0
 * @Description: 文件作用详细描述....
 */
@SpringBootApplication
public class StreamMQMain8801 {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(StreamMQMain8801.class, args);
    }
}

3.5 业务类

3.5.1 发送消息接口

package com.atguigu.springcloud.service;

/**
 * 简要描述
 *
 * @Author: ASuLe
 * @Date: 2023/1/18 9:12
 * @Version: 1.0
 * @Description: 文件作用详细描述....
 */
public interface IMessageProvider {

    public String send();
}

3.5.2 发送消息接口实现类

在这里插入图片描述
注意导包

package com.atguigu.springcloud.service.impl;

import com.atguigu.springcloud.service.IMessageProvider;
import org.springframework.cloud.stream.annotation.EnableBinding;
import org.springframework.cloud.stream.messaging.Source;
import org.springframework.integration.support.MessageBuilder;
import org.springframework.messaging.MessageChannel;

import javax.annotation.Resource;
import java.util.UUID;


/**
 * 简要描述
 * @EnableBinding(Source.class)理解为消息的发送管道的定义
 * @Author: ASuLe
 * @Date: 2023/1/18 9:13
 * @Version: 1.0
 * @Description: 文件作用详细描述....
 */
@EnableBinding(Source.class) //定义消息的推送管道
public class MessageProviderImpl implements IMessageProvider {

    @Resource
    private MessageChannel output; //消息发送管道

    @Override
    public String send() {
        String serial = UUID.randomUUID().toString();
        output.send(MessageBuilder.withPayload(serial).build());
        System.out.println("***********serial" + serial);
        return serial;
    }
}

3.5.3 Controller

package com.atguigu.springcloud.controller;

import com.atguigu.springcloud.service.IMessageProvider;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

import javax.annotation.Resource;

/**
 * 简要描述
 *
 * @Author: ASuLe
 * @Date: 2023/1/18 9:21
 * @Version: 1.0
 * @Description: 文件作用详细描述....
 */
@RestController
public class SendMessageController {

    @Resource
    private IMessageProvider messageProvider;

    @GetMapping(value = "/sendMessage")
    private String sendMessage(){
        return messageProvider.send();
    }

}

3.5.4 测试

  1. 启动Eureka

  2. 启动RabbitMQ
    在这里插入图片描述

  3. 启动8801

  4. 访问 http://localhost:8801/sendMessage
    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述

4.消息驱动之消费者

4.1 新建cloud-stream-rabbitmq-consumer8802

4.2 POM

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0"
         xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
         xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
    <modelVersion>4.0.0</modelVersion>
    <parent>
        <groupId>com.atguigu.springcloud</groupId>
        <artifactId>cloud2022</artifactId>
        <version>1.0-SNAPSHOT</version>
    </parent>

    <artifactId>cloud-stream-rabbitmq-consumer8802</artifactId>

    <properties>
        <maven.compiler.source>8</maven.compiler.source>
        <maven.compiler.target>8</maven.compiler.target>
        <project.build.sourceEncoding>UTF-8</project.build.sourceEncoding>
    </properties>

    <dependencies>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
            <artifactId>spring-cloud-starter-netflix-eureka-client</artifactId>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
            <artifactId>spring-cloud-starter-stream-rabbit</artifactId>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-actuator</artifactId>
        </dependency>
        <!--基础配置-->
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-devtools</artifactId>
            <scope>runtime</scope>
            <optional>true</optional>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.projectlombok</groupId>
            <artifactId>lombok</artifactId>
            <optional>true</optional>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
            <scope>test</scope>
        </dependency>
    </dependencies>
</project>

4.3 YML

server:
  port: 8802

spring:
  application:
    name: cloud-stream-consumer
  cloud:
    stream:
      binders: # 在此处配置要绑定的rabbitmq的服务信息；
        defaultRabbit: # 表示定义的名称，用于于binding整合
          type: rabbit # 消息组件类型
          environment: # 设置rabbitmq的相关的环境配置
            spring:
              rabbitmq:
                host: localhost
                port: 5672
                username: guest
                password: guest
      bindings: # 服务的整合处理
        input: # 这个名字是一个通道的名称
          destination: studyExchange # 表示要使用的Exchange名称定义
          content-type: application/json # 设置消息类型，本次为对象json，如果是文本则设置“text/plain”
          binder: defaultRabbit # 设置要绑定的消息服务的具体设置

eureka:
  client: # 客户端进行Eureka注册的配置
    service-url:
      defaultZone: http://localhost:7001/eureka
  instance:
    lease-renewal-interval-in-seconds: 2 # 设置心跳的时间间隔（默认是30秒）
    lease-expiration-duration-in-seconds: 5 # 如果现在超过了5秒的间隔（默认是90秒）
    instance-id: receive-8802.com  # 在信息列表时显示主机名称
    prefer-ip-address: true     # 访问的路径变为IP地址

4.4 启动类

package com.atguigu.springcloud;

import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;

/**
 * 简要描述
 *
 * @Author: ASuLe
 * @Date: ${DATE} ${TIME}
 * @Version: 1.0
 * @Description: 文件作用详细描述....
 */
@SpringBootApplication
public class StreamMQMain8802 {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(StreamMQMain8802.class, args);
    }
}

4.5 Controller

package com.atguigu.springcloud.controller;

import org.springframework.beans.factory.annotation.Value;
import org.springframework.cloud.stream.annotation.EnableBinding;
import org.springframework.cloud.stream.annotation.StreamListener;
import org.springframework.cloud.stream.messaging.Sink;
import org.springframework.messaging.Message;
import org.springframework.stereotype.Component;

/**
 * 简要描述
 *
 * @Author: ASuLe
 * @Date: 2023/1/18 9:51
 * @Version: 1.0
 * @Description: 文件作用详细描述....
 */
@Component
@EnableBinding(Sink.class)
public class ReceiveMessageListenerController {
    @Value("${server.port}")
    private String serverPort;

    @StreamListener(Sink.INPUT)
    public void input(Message<String> message) {
        System.out.println("消费者1号，------>收到的消息：" + message.getPayload() + "\t port:" + serverPort);
    }

}

4.6 测试

8801发送信息，8802接收信息
测试地址： http://localhost:8801/sendMessage

连续发送5次
观察8801
在这里插入图片描述

观察8802
在这里插入图片描述
观察rabbitmq监控台
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

5.消息驱动之持久化

5.1 根据8002克隆一份8003

5.2 启动

  1. RabbitMQ
  2. 服务注册 7001
  3. 消息生产 8801
  4. 消息消费 8802
  5. 消息消费 8803

5.3 运行后存在的问题

  • 重复消费问题
  • 消息持久化问题

5.4 重复消费问题

8802/8803同时都收到了8801发出的消息，存在重复消费问题

访问地址: http://localhost:8801/sendMessage

如何解决？ 分组和持久化属性group

生产实际案例

比如在如下场景中，订单系统我们做集群部署，都会从RabbitMQ中获取订单信息，那如果一个订单同时被两个服务获取到，那么就会造成数据错误，我们得避免这种情况。这时我们就可以使用Stream中的消息分组来解决

在这里插入图片描述
注意在Stream中处于同一个group中的多个消费者是竞争关系，就能够保证消息只会被其中一个应用消费一次。

结论： 不同组是可以全面消费的(重复消费)，同一组内会发生竞争关系，只有其中一个可以消费

5.5 group解决重复消费问题

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

原理：微服务应用放置于同一个group中，就能够保证消息只会被其中一个应用消费一次。不同的组是可以消费的，同一个组内会发生竞争关系，只有其中一个可以消费。

5.5.1 自定义不同分组

演示8802和8803都变成不同的组，也就是8802和8803group都不同

  1. 分为两组(group) : atguiguA、atguiguB

  2. 8802修改YML
    新增

    group: atguiguA

    在这里插入图片描述

  3. 8803修改YML
    新增

    group: atguiguA

    在这里插入图片描述

  4. 自己配置
    在这里插入图片描述
    分布式微服务应用为了实现高可用和负载均衡，实际上都会部署多个实例，本例启动了两个消费微服务(8802/8803)

    多数情况，生产者发送消息给某个具体微服务时只希望被消费一次，按照上面我们启动两个应用的例子，虽然它们同属一个应用，但是这个消息出现了被重复消费两次的情况。为了解决这个问题，在Spring Cloud Stream中提供了消费组的概念

  5. 结论
    发送2次
    观察8002
    在这里插入图片描述

    观察8003
    在这里插入图片描述

    结论：重复消费

5.5.2 自定义同一分组

8802/8803实现了轮询分组，每次只有一个消费者，8801模块的发的消息只能被8802或8803其中一个接收到，这样避免了重复消费。

8802/8803都变成相同组，group两个组相同

  1. 分为同一组(group) : atguiguA

  2. 8002修改YML

  3. 8003修改YML
    在这里插入图片描述

  4. 结论
    发送2次
    观察8001
    在这里插入图片描述

**观察8002**

观察8003
在这里插入图片描述
观察rabbitmq监控
在这里插入图片描述
问题： 为什么还有A和B之分？
原因： 这是以前的历史记录
只有A组里面有两个消费者
在这里插入图片描述
观察所谓的B组，没有消费者
在这里插入图片描述

发到A组之后每次产生竞争关系，只允许同一组下面的一个实例拿到，这样就避免了重复消费问题

5.6 消息持久化问题

1. 停止8002/8003并除去8002的分组group:atguiguA

注意：8803的分组并没有去掉
在这里插入图片描述
问题： 假设现在不加分组属性，可能会导致消息丢失

2.8801先发送4条消息到rabbitmq

在这里插入图片描述

3.先启动8802，无分组属性配置，重启后后台没有打印出来

4.再启动8003，有分组属性配置，重启后后台打印出来了MQ上的消息

在这里插入图片描述

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