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本篇文章讲解 Stream 如何实现消息分组和消息分区。
消息分组
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如果有多个消息消费者，那么消息生产者发送的消息会被多个消费者都接收到，这种情况在某些实际场景下是有很大问题的，比如在如下场景中，订单系统做集群部署，都会从 RabbitMQ 中获取订单信息，如果一个订单消息同时被两个服务消费，系统肯定会出现问题。为了避免这种情况，Stream 提供了消息分组来解决该问题。
在 Stream 中处于同一个 group 中的多个消费者是竞争关系，能够保证消息只会被其中一个应用消费。不同的组是可以消费的，同一个组会发生竞争关系，只有其中一个可以消费。通过 spring.cloud.stream.bindings.<bindingName>.group 属性指定组名。
问题演示
在 stream-demo 项目下创建 stream-consumer02 子项目。
项目代码使用入门案例中消息消费者的代码。
单元测试代码如下：
package com.example;
import com.example.producer.MessageProducer;
import org.junit.jupiter.api.Test;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.boot.test.context.SpringBootTest;
@SpringBootTest(classes = {StreamProducerApplication.class})
public class MessageProducerTest {
@Autowired
private MessageProducer messageProducer;
@Test
public void testSend() {
messageProducer.send("hello spring cloud stream");
}
}
测试
运行单元测试发送消息，两个消息消费者控制台打印结果如下：
stream-consumer 的控制台：
message = hello spring cloud stream
stream-consumer02 的控制台：
message = hello spring cloud stream
通过结果可以看到消息被两个消费者同时消费了，原因是因为它们属于不同的分组，默认情况下分组名称是随机生成的，通过 RabbitMQ 也可以得知：
配置分组
stream-consumer 的分组配置为：group-A。
server:
port: 8002 # 端口
spring:
application:
name: stream-consumer # 应用名称
rabbitmq:
host: 192.168.10.101 # 服务器 IP
port: 5672 # 服务器端口
username: guest # 用户名
password: guest # 密码
virtual-host: / # 虚拟主机地址
cloud:
stream:
bindings:
# 消息接收通道
# 与 org.springframework.cloud.stream.messaging.Sink 中的 @Input("input") 注解的 value 相同
input:
destination: stream.message # 绑定的交换机名称
group: group-A
stream-consumer02 的分组配置为：group-A。
server:
port: 8003 # 端口
spring:
application:
name: stream-consumer # 应用名称
rabbitmq:
host: 192.168.10.101 # 服务器 IP
port: 5672 # 服务器端口
username: guest # 用户名
password: guest # 密码
virtual-host: / # 虚拟主机地址
cloud:
stream:
bindings:
# 消息接收通道
# 与 org.springframework.cloud.stream.messaging.Sink 中的 @Input("input") 注解的 value 相同
input:
destination: stream.message # 绑定的交换机名称
group: group-A
测试
运行单元测试发送消息，此时多个消息消费者只有其中一个可以消费。RabbitMQ 结果如下：
消息分区
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通过消息分组可以解决消息被重复消费的问题，但在某些场景下分组还不能满足我们的需求。比如，同时有多条同一个用户的数据发送过来，我们需要根据用户统计，但是消息被分散到了不同的集群节点上了，这时我们就可以考虑使用消息分区了。
当生产者将消息发送给多个消费者时，保证同一消息始终由同一个消费者实例接收和处理。消息分区是对消息分组的一种补充。
问题演示
先给大家演示一下消息未分区的效果，单元测试代码如下：
package com.example;
import com.example.producer.MessageProducer;
import org.junit.jupiter.api.Test;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.boot.test.context.SpringBootTest;
@SpringBootTest(classes = {StreamProducerApplication.class})
public class MessageProducerTest {
@Autowired
private MessageProducer messageProducer;
@Test
public void testSend() {
for (int i = 1; i <= 10; i++) {
messageProducer.send("hello spring cloud stream");
}
}
}
测试
运行单元测试发送消息，两个消息消费者控制台打印结果如下：
stream-consumer 的控制台：
message = hello spring cloud stream
message = hello spring cloud stream
message = hello spring cloud stream
message = hello spring cloud stream
message = hello spring cloud stream
stream-consumer02 的控制台：
message = hello spring cloud stream
message = hello spring cloud stream
message = hello spring cloud stream
message = hello spring cloud stream
message = hello spring cloud stream
假设这 10 条消息都来自同一个用户，正确的方式应该都由一个消费者消费所有消息，否则系统肯定会出现问题。为了避免这种情况，Stream 提供了消息分区来解决该问题。
配置分区
消息生产者配置分区键的表达式规则和消息分区的数量。
server:
port: 8001 # 端口
spring:
application:
name: stream-producer # 应用名称
rabbitmq:
host: 192.168.10.101 # 服务器 IP
port: 5672 # 服务器端口
username: guest # 用户名
password: guest # 密码
virtual-host: / # 虚拟主机地址
cloud:
stream:
bindings:
# 消息发送通道
# 与 org.springframework.cloud.stream.messaging.Source 中的 @Output("output") 注解的 value 相同
output:
destination: stream.message # 绑定的交换机名称
producer:
partition-key-expression: payload # 配置分区键的表达式规则
partition-count: 2 # 配置消息分区的数量
通过 partition-key-expression 参数指定分区键的表达式规则，用于区分每个消息被发送至对应分区的输出 channel。
该表达式作用于传递给 MessageChannel 的 send 方法的参数，该参数实现 org.springframework.messaging.Message 接口的 GenericMessage 类。
源码 MessageChannel.java
package org.springframework.messaging;
@FunctionalInterface
public interface MessageChannel {
long INDEFINITE_TIMEOUT = -1L;
default boolean send(Message<?> message) {
return this.send(message, -1L);
}
boolean send(Message<?> var1, long var2);
}
源码 GenericMessage.java
package org.springframework.messaging.support;
import java.io.Serializable;
import java.util.Map;
import org.springframework.lang.Nullable;
import org.springframework.messaging.Message;
import org.springframework.messaging.MessageHeaders;
import org.springframework.util.Assert;
import org.springframework.util.ObjectUtils;
public class GenericMessage<T> implements Message<T>, Serializable {
private static final long serialVersionUID = 4268801052358035098L;
private final T payload;
private final MessageHeaders headers;
...
}
如果 partition-key-expression 的值是 payload，将会使用所有放在 GenericMessage 中的数据作为分区数据。payload 是消息的实体类型，可以为自定义类型比如 User，Role 等等。
如果 partition-key-expression 的值是 headers["xxx"]，将由 MessageBuilder 类的 setHeader() 方法完成赋值，比如：
package com.example.producer;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.cloud.stream.annotation.EnableBinding;
import org.springframework.cloud.stream.messaging.Source;
import org.springframework.messaging.support.MessageBuilder;
import org.springframework.stereotype.Component;
/**
* 消息生产者
*/
@Component
@EnableBinding(Source.class)
public class MessageProducer {
@Autowired
private Source source;
/**
* 发送消息
*
* @param message
*/
public void send(String message) {
source.output().send(MessageBuilder.withPayload(message).setHeader("xxx", 0).build());
}
}
消息消费者配置消费者总数和当前消费者的索引并开启分区支持。
stream-consumer 的 application.yml
server:
port: 8002 # 端口
spring:
application:
name: stream-consumer # 应用名称
rabbitmq:
host: 192.168.10.101 # 服务器 IP
port: 5672 # 服务器端口
username: guest # 用户名
password: guest # 密码
virtual-host: / # 虚拟主机地址
cloud:
stream:
instance-count: 2 # 消费者总数
instance-index: 0 # 当前消费者的索引
bindings:
# 消息接收通道
# 与 org.springframework.cloud.stream.messaging.Sink 中的 @Input("input") 注解的 value 相同
input:
destination: stream.message # 绑定的交换机名称
group: group-A
consumer:
partitioned: true # 开启分区支持
stream-consumer02 的 application.yml
server:
port: 8003 # 端口
spring:
application:
name: stream-consumer # 应用名称
rabbitmq:
host: 192.168.10.101 # 服务器 IP
port: 5672 # 服务器端口
username: guest # 用户名
password: guest # 密码
virtual-host: / # 虚拟主机地址
cloud:
stream:
instance-count: 2 # 消费者总数
instance-index: 1 # 当前消费者的索引
bindings:
# 消息接收通道
# 与 org.springframework.cloud.stream.messaging.Sink 中的 @Input("input") 注解的 value 相同
input:
destination: stream.message # 绑定的交换机名称
group: group-A
consumer:
partitioned: true # 开启分区支持
测试
运行单元测试发送消息，此时多个消息消费者只有其中一个可以消费所有消息。RabbitMQ 结果如下：
至此 Stream 消息驱动所有的知识点就讲解结束了。
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