如何优雅的使用RabbitMQ

Posted 2021-02-03

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RabbitMQ无疑是目前最流行的消息队列之一，对各种语言环境的支持也很丰富，作为一个.NET developer有必要学习和了解这一工具。消息队列的使用场景大概有3种：

1、系统集成，分布式系统的设计。各种子系统通过消息来对接，这种解决方案也逐步发展成一种架构风格，即“通过消息传递的架构”。

2、当系统中的同步处理方式严重影响了吞吐量，比如日志记录。假如需要记录系统中所有的用户行为日志，如果通过同步的方式记录日志势必会影响系统的响应速度，当我们将日志消息发送到消息队列，记录日志的子系统就会通过异步的方式去消费日志消息。

3、系统的高可用性，比如电商的秒杀场景。当某一时刻应用服务器或数据库服务器收到大量请求，将会出现系统宕机。如果能够将请求转发到消息队列，再由服务器去消费这些消息将会使得请求变得平稳，提高系统的可用性。

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一、开始使用RabbitMQ

RabbitMQ官网提供了详细的安装步骤，另外官网还提供了RabbitMQ在六种场景的使用教程。其中教程1、3、6将覆盖99%的使用场景，所以正常来说只需要搞清楚这3个教程即可快速上手。

二、简单分析

我们以官方提供的教程1做个简单梳理：该教程展示了Producer如何向一个消息队列(message queue)发送一个消息(message)，消息消费者(Consumer)收到该消息后消费该消息。

1、producer端：

var factory = new ConnectionFactory() { HostName = "localhost" };
using (var connection = factory.CreateConnection())
{
while (Console.ReadLine() != null)
{
using (var channel = connection.CreateModel())
{
//创建一个名叫"hello"的消息队列
channel.QueueDeclare(queue: "hello",
durable: false,
exclusive: false,
autoDelete: false,
arguments: null);

var message = "Hello World!";
var body = Encoding.UTF8.GetBytes(message);

//向该消息队列发送消息message
channel.BasicPublish(exchange: "",
routingKey: "hello",
basicProperties: null,
body: body);
Console.WriteLine(" [x] Sent {0}", message);
}
}
}
该段代码非常简单，几乎到了无法精简的地步：创建了一个信道(channel)->创建一个队列->向该队列发送消息。

2、Consumer端

var factory = new ConnectionFactory() { HostName = "localhost" };
using (var connection = factory.CreateConnection())
{
using (var channel = connection.CreateModel())
{
//创建一个名为"hello"的队列，防止producer端没有创建该队列
channel.QueueDeclare(queue: "hello",
durable: false,
exclusive: false,
autoDelete: false,
arguments: null);

//回调，当consumer收到消息后会执行该函数
var consumer = new EventingBasicConsumer(channel);
consumer.Received += (model, ea) =>
{
var body = ea.Body;
var message = Encoding.UTF8.GetString(body);
Console.WriteLine(" [x] Received {0}", message);
};

//消费队列"hello"中的消息
channel.BasicConsume(queue: "hello",
noAck: true,
consumer: consumer);

Console.WriteLine(" Press [enter] to exit.");
Console.ReadLine();
}
}
该段代码可以理解为：创建信道->创建队列->定义回调函数->消费消息。

该实例描述了Send/Receive模式，可以简单理解为1(producer) VS 1(consumer)的场景；

如何优雅的使用RabbitMQ
实例3则描述了Publish/Subscriber模式，即1(producer) VS 多个(consumer)；

如何优雅的使用RabbitMQ
在以上两个示例中，producer只需要发送消息即可，并不关心consumer的返回结果。实例6则描述了一个RPC调用场景，producer发送消息后还要接收consumer的返回结果，这一场景看起来跟使用消息队列的目的有点相悖。因为使用消息队列的目的之一就是要异步，但是这一场景似乎又将异步变成了同步，不过这一场景也很有用，比如一个用户操作产生了一个消息，应用服务收到该消息后执行了一些逻辑并使得数据库发生了变化，UI会一直等待应用服务的返回结果才刷新页面。

如何优雅的使用RabbitMQ
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三、 发现抽象

我桌子上放着一本RabbitMQ in Action，另外官网提供的文档也很详细，我感觉在一个月内我就能精通RabbitMQ，到时候简历上又可以写上“精通…”，感觉有点小得意呢... ，但是我知道这并不是使用RabbitMQ的最佳方式。

我们知道合理的抽象可以帮我们隐藏掉一些技术细节，让我们将重心放在核心业务上，比如一个人问你：“大雁塔如何走？”你的回答可能是“小寨往东，一直走两站，右手边”，如果你回答：“右转45度，向前走100米，再转90度…”，对方就会迷失在这些细节中。

消息队列的使用过程中实际隐藏着一种抽象——服务总线(Service Bus)。

我们在回头看第一个例子，这个例子隐含的业务是：ClientA发送一个指令，ClientB收到该指令后做出反应。如果是这样，我们为什么要关心如何创建channel，如何创建一个queue? 我仅仅是要发送一个消息而已。另外这个例子写的其实不够健壮：

没有重试机制：如果ClientB第一次没有执行成功如何对该消息处理？

没有错误处理机制：如果ClientB在重试了N次之后还是异常如何处理该消息？

没有熔断机制；

如何对ClientA做一个schedule(计划安排），比如定时发送等；

没有消息审计机制；

无法对消息的各个状态做追踪；

事物处理等。

服务总线正是这种场景的抽象，并且为我们提供了这些机制，让我们赶快来看个究竟吧。

四、初识MassTransit

MassTransit是.NET平台下的一款开源免费的ESB产品，官网：http://masstransit-project.com/，GitHub 700 star，500 Fork，类似的产品还有NServiceBus，之所以要选用MassTransit是因为他要比NServiceBus轻量级，另外在MassTransit开发之初就选用了RabbitMQ作为消息传输组建；同时我想拿他跟NServiceBus做个比较，看看他们到底有哪些侧重点。

1、新建控制台应用程序：Masstransit.RabbitMQ.GreetingClient

使用MassTransit可以从Nuget中安装：

Install-Package MassTransit.RabbitMQ
2、创建服务总线，发送一个命令

static void Main(string[] args)
{
Console.WriteLine("Press ‘Enter‘ to send a message.To exit, Ctrl + C");

var bus = BusCreator.CreateBus();
var sendToUri = new Uri($"{RabbitMqConstants.RabbitMqUri}{RabbitMqConstants.GreetingQueue}");

while (Console.ReadLine()!=null)
{
Task.Run(() => SendCommand(bus, sendToUri)).Wait();
}

Console.ReadLine();
}

private static async void SendCommand(IBusControl bus,Uri sendToUri)
{
var endPoint =await bus.GetSendEndpoint(sendToUri);
var command = new GreetingCommand()
{
Id = Guid.NewGuid(),
DateTime = DateTime.Now
};

await endPoint.Send(command);

Console.WriteLine($"send command:id={command.Id},{command.DateTime}");
}
这一段代码隐藏了众多关于消息队列的细节，将我们的注意力集中在发送消息上，同时ServiceBus提供的API也更接近业务，我们虽然发送的是一个消息，但是在这种场景下体现出来是一个命令，Send(command)这一API描述了我们的意图。

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3、服务端接收这一命令

新建一个命令台控制程序：Masstransit.RabbitMQ.GreetingServer

var bus = BusCreator.CreateBus((cfg, host) =>
{
cfg.ReceiveEndpoint(host, RabbitMqConstants.GreetingQueue, e =>
{
e.Consumer<GreetingConsumer>();

});
});
这一代码可以理解为服务端在监听消息，我们在服务端注册了一个名为“GreetingConsumer”的消费者，GreetingConsumer的定义：

public class GreetingConsumer :IConsumer<GreetingCommand>
{
public async Task Consume(ConsumeContext<GreetingCommand> context)
{

await Console.Out.WriteLineAsync($"receive greeting commmand: {context.Message.Id},{context.Message.DateTime}");
}
}
该consumer可以消费类型为GreetingCommand的消息。这一实例几乎隐藏了有关RabbitMQ的技术细节，将代码中心放在了业务中，将这两个控制台应用跑起来试试：

五、实现Publish/Subscribe模式

发布/订阅模式使得基于消息传递的软件架构成为可能，这一能力表现为ClientA发送消息X，ClientB和ClientC都可以订阅消息X。

1、我们在上面的例子中改造一下，当GreetingConsumer收到GreetingCommand后发送一个GreetingEvent：

var greetingEvent = new GreetingEvent()
{
Id = context.Message.Id,
DateTime = DateTime.Now
};

await context.Publish(greetingEvent);
2、新建控制台程序Masstransit.RabbitMQ.GreetingEvent.SubscriberA用来订阅GreetingEvent消息：

var bus = BusCreator.CreateBus((cfg, host) =>
{
cfg.ReceiveEndpoint(host, RabbitMqConstants.GreetingEventSubscriberAQueue, e =>
{
e.Consumer<GreetingEventConsumer>();
});
});

bus.Start();
定义GreetingEventConsumer：

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public class GreetingEventConsumer:IConsumer<Greeting.Message.GreetingEvent>
{
public async Task Consume(ConsumeContext<Greeting.Message.GreetingEvent> context)
{
await Console.Out.WriteLineAsync($"receive greeting event: id {context.Message.Id}");
}
}
这一代码跟Masstransit.RabbitMQ.GreetingServer接受一个命令几乎一模一样，唯一的区别在于：

在Send/Receive模式中Client首先要获得对方(Server)的终结点(endpoint)，直接向该终结点发送命令。Server方监听自己的终结点并消费命令。

而Publish/Subscribe模式中Client publish一个事件，SubscriberA在自己的终结点(endpointA)监听事件，SubscriberB在自己的终结点(endpointB)监听事件。

3、根据上面的分析再定义一个Masstransit.RabbitMQ.GreetingEvent.SubscriberB

4、将4个控制台应用程序跑起来看看

六、实现RPC模式

这一模式在Masstransit中被称作Request/Response模式，通过IRequestClient<IRequest, IResponse> 接口来实现相关操作。一个相关的例子在官方的github。

结束语：本篇文章分析了如何使用Masstransit来抽象业务，避免直接使用具体的消息队列，当然本文提到的众多服务总线机制，如“重试、熔断等”并没有在该文中出现，需要大家进一步去了解该项目。

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通过对Masstransit的一些试用和NServiceBus的对比，Masstransit在实际项目中很容易上手并且免费，各种API定义的也非常清晰，但是官方的文档有点过于简单，实际使用中还需要去做深入的研究。作为.NET平台下为数不多的ESB开源产品，其关注程度还是不够，期待大家为开源项目做出贡献。