消息驱动概述

是什么

官方定义Spring Cloud 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与Spring Cloud Stream中binder对象交互。
通过我们配置来binding(绑定)，而Spring Cloud 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Spring Cloud 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。
Spring Cloud 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。

一句话

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

https://spring.io/projects/spring-cloud-stream

Spring Cloud Stream中文指导手册
https://blog.csdn.net/qq_32734365/article/details/81413218#spring-cloud-stream%E4%B8%AD%E6%96%87%E6%8C%87%E5%AF%BC%E6%89%8B%E5%86%8C

设计思想

标准MQ

16 Stream消息驱动 - 图1
生产者/消费者之间靠消息媒介传递信息内容
Message

消息必须走特定的通道
消息通道MessageChannel

消息通道里的消息如何被消费呢，谁负责收发处理
消息通道MessageChannel的子接口SubscribableChannel，由MessageHandler消息处理器所订阅

为什么使用Cloud Stream

比方说我们用到了RabbitMQ和Kafka,于这两个消息中间件的架构上的不同, 像RabbitMQ有exchange，kafka有 Topic和Partitions分区
16 Stream消息驱动 - 图2
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推倒重新做,因为它跟我们的系统耦合了,这时候springcloud Stream给我们提供了一种解耦合的方式。

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。

Binder

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。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。

16 Stream消息驱动 - 图3
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。

  • INPUT对应于消费者
  • OUTPUT对应于生产者

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

  • 在RabbitMQ就是Exchange
  • 在Kafka中就是Topic

Spring Cloud Stream标准流程套路

16 Stream消息驱动 - 图4
16 Stream消息驱动 - 图5

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
简单的可以理解为参照对象是Spring Cloud Stream 自身，从Stream发布消息就是输出，接受消息就是输入

编码API和常用注解

16 Stream消息驱动 - 图6

案例说明

准备好RabbitMQ环境

工程中新建三个子模块

  • cloud-stream-rabbitmq-provider8801 ，作为消息生产者进行发消息模块
  • cloud-stream-rabbitmq-consumer8802，作为消息接收模块
  • cloud-stream-rabbitmq-consumer8803，作为消息接收模块

消息驱动之生产者

新建Module

cloud-stream-rabbitmq-provider8801

POM

  1. <dependencies>
  2.   <!--stream rabbit -->
  3.   <dependency>
  4.     <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
  5.     <artifactId>spring-cloud-starter-stream-rabbit</artifactId>
  6.   </dependency>
  7.   <!--eureka client-->
  8.   <dependency>
  9.     <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
  10.     <artifactId>spring-cloud-starter-netflix-eureka-client</artifactId>
  11.   </dependency>
  12.   <dependency>
  13.     <groupId>org.springframework.boot</groupId>
  14.     <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
  15.   </dependency>
  16.   <!--监控-->
  17.   <dependency>
  18.     <groupId>org.springframework.boot</groupId>
  19.     <artifactId>spring-boot-starter-actuator</artifactId>
  20.   </dependency>
  21.   <!--热部署-->
  22.   <dependency>
  23.     <groupId>org.springframework.boot</groupId>
  24.     <artifactId>spring-boot-devtools</artifactId>
  25.     <scope>runtime</scope>
  26.     <optional>true</optional>
  27.   </dependency>
  28.   <dependency>
  29.     <groupId>org.projectlombok</groupId>
  30.     <artifactId>lombok</artifactId>
  31.     <optional>true</optional>
  32.   </dependency>
  33.   <dependency>
  34.     <groupId>org.springframework.boot</groupId>
  35.     <artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
  36.     <scope>test</scope>
  37.   </dependency>
  38. </dependencies>

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binding整合
          type: rabbit #消息组件类型
          environment: #设置rabbitmq的相关环境配置
            spring:
              rabbitmq:
                host: 192.168.109.141
                port: 5672
                username: admin
                password: 123
      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，本文要设置为“text/plain”
          binder: defaultRabbit #设置要绑定的消息服务的具体设置

eureka:
  client:
    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30S)
    lease-expiration-duration-in-seconds: 5 #如果超过5S间隔就注销节点 默认是90s
    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

主启动类StreamMQMain8801

@SpringBootApplication
public class StreamMQMain8801 {

    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(StreamMQMain8801.class,args);
    }
}

业务类

发送消息接口

public interface IMessageProvider {

    public String send();
}

发送消息接口实现类

package com.carve.springcloud.service.impl;

import com.carve.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;

@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 null;
    }
}

Controller

@RestController
public class SendMessageController {

    @Resource
    private IMessageProvider messageProvider;

    @GetMapping("/sendMessage")
    public String sendMessage() {
        return messageProvider.send();
    }
}

测试

启动7001eureka

启动rabbitmq

启动8801

访问：http://localhost:8801/sendMessage

消息驱动之消费者

新建Module

cloud-stream-rabbitmq-consumer8802

POM

<dependencies>
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
    </dependency>
    <!--监控-->
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-actuator</artifactId>
    </dependency>
    <!--eureka client-->
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
        <artifactId>spring-cloud-starter-netflix-eureka-client</artifactId>
    </dependency>
    <!--stream rabbit -->
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
        <artifactId>spring-cloud-starter-stream-rabbit</artifactId>
    </dependency>
    <!--热部署-->
    <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>

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binding整合
          type: rabbit #消息组件类型
          environment: #设置rabbitmq的相关环境配置
            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json，本文要设置为“text/plain”
          binder: defaultRabbit #设置要绑定的消息服务的具体设置

eureka:
  client:
    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30S)
    lease-expiration-duration-in-seconds: 5 #如果超过5S间隔就注销节点 默认是90s
    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

主启动类

@SpringBootApplication
public class StreamMQMain8802 {

    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(StreamMQMain8802.class,args);
    }
}

业务类

@Component
@EnableBinding(Sink.class)
public class ReceiverMessageListenerController {

    @Value("${server.port}")
    private  String serverPort;

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

分组消费与持久化

依照8802，clone出来一份8803

启动

RabbitMQ

7001服务注册

8801消息生产

8802消息消费

8803消息消费

运行后有两个问题

  • 有重复消费问题
  • 消息持久化问题

消费

目前是8802/8803同时收到了，存在重复消费问题

http://localhost:8801/sendMessage

如何解决
分组和持久化属性group（重要）

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
16 Stream消息驱动 - 图7
注意在Stream中处于同一个group中的多个消费者竞争关系，就能够保证消息只会被其中一个应用消费一次。
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

分组

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

8802/8803都变成不同组，group两个不同

16 Stream消息驱动 - 图8

group：atguiguA，atguiguB

8802修改YML

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json，本文要设置为“text/plain”
    binder: defaultRabbit #设置要绑定的消息服务的具体设置
    group: atguiguA

在bindings下添加group属性即可

8803修改YML

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json，本文要设置为“text/plain”
    binder: defaultRabbit #设置要绑定的消息服务的具体设置
    group: atguiguB

我们自己配置

16 Stream消息驱动 - 图9
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，本例我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。

结论

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两个相同

group：atguiguA

8802修改YML

8803修改YML

结论

同一个组的多个微服务实例，每次只会有一个拿到

持久化

  • 通过上述，解决了重复消费问题，再看看持久化
  • 停止8802/8803并去除掉8802分组group：atguiguA
    8803的分组group：atguiguA没有去掉
  • 8801先发送4条消息到rabbitmq，再试着启动8802、8803看他们是否能接收到发送过的消息
  • 先启动8802，无分组属性配置，后台没有打出来消息
  • 再启动8803，有分组属性配置，后台打出来了MQ上的消息

我们发现有指定分组的服务8803，消息可以持久化，即使服务中途断开后重启仍然可以获得，而未指定分组的服务就会丢失断开期间发送到MQ的消息。

理解：因为消息发送时，会将消息发给各个分组，虽然8803程序已经停止了，但是它的分组B此时还是存在的，所以消息直接发给了分组B；（其实分组A也能收到消息）

而8802程序此时没有分组，也就是说，当8802启动时才给它分配默认分组，而此时新建的默认分组是在发送消息之后新建的，所以错过了此消息。