訊息驅動式微服務：Spring Cloud Stream & RabbitMQ
1. 概述
在本文中，我們將向您介紹Spring Cloud Stream，這是一個用於構建訊息驅動的微服務應用程式的框架，這些應用程式由一個常見的訊息傳遞代理(如RabbitMQ、Apache Kafka等)連線。
Spring Cloud Stream構建在現有Spring框架(如Spring Messaging和Spring Integration)之上。儘管這些框架經過了實戰測試，工作得非常好，但是實現與使用的message broker緊密耦合。此外，有時對某些用例進行擴充套件是困難的。
Spring Cloud Stream背後的想法是一個非常典型的Spring Boot
抽象地講，讓Spring根據配置和依賴關係管理在執行時找出實現自動注入。這意味著您可以通過更改依賴項和配置檔案來更改message broker。可以在這裡找到目前已經支援的各種訊息代理。
本文將使用RabbitMQ作為message broker。在此之前，讓我們瞭解一下broker(代理)的一些基本概念，以及為什麼要在面向微服務的體系架構中需要它。
2. 微服務中的訊息
在微服務體系架構中，我們有許多相互通訊以完成請求的小型應用程式—它們的主要優點之一是改進了的可伸縮性。一個請求從多個下游微服務傳遞到完成是很常見的。例如，假設我們有一個Service-A
Service-B和Service-C來完成一個請求:[外鏈圖片轉存失敗(img-jzvHHRXw-1562549429195)(https://user-gold-cdn.xitu.io/2019/7/7/16bccd47c4051b28?w=511&h=347&f=png&s=11713)]
是的，還會有其他元件，比如Spring Cloud Eureka、Spring Cloud Zuul等等，但我們還是專注關心這類架構的特有問題。
假設由於某種原因Service-B需要更多的時間來響應。也許它正在執行I/O操作或長時間的DB事務，或者進一步呼叫其它導致Service-B
現在，我們可以啟動更多的Service-B例項來解決這個問題，這樣很好，但是Service-A實際上是響應很快的，它需要等待Service-B的響應來進一步處理。這將導致Service-A無法接收更多的請求，這意味著我們還必須啟動Service-A的多個例項。
另一種方法解決類似情況的是使用事件驅動的微服務體系架構。這基本上意味著Service-A不直接通過HTTP呼叫Service-B或Service-C，而是將請求或事件釋出給message broker(訊息代理)。Service-B和Service-C將成為message broker(訊息代理)上此事件的訂閱者。
與依賴HTTP呼叫的傳統微服務體系架構相比，這有許多優點:
- 提高可伸縮性和可靠性——現在我們知道哪些服務是整個應用程式中的真正瓶頸。
- 鼓勵鬆散耦合——
Service-A不需要了解Service-B和Service-C。它只需要連線到message broker併發布事件。事件如何進一步編排取決於代理設定。通過這種方式，Service-A可以獨立地執行，這是微服務的核心概念之一。 - 與遺留系統互動——通常我們不能將所有東西都移動到一個新的技術堆疊中。我們仍然必須使用遺留系統，雖然速度很慢，但是很可靠。
3. RabbitMQ
高階訊息佇列協議(AMQP)是RabbitMQ用於訊息傳遞的協議。雖然RabbitMQ支援其他一些協議，但是AMQP由於相容性和它提供的大量特性而更受歡迎。
3.1 RabbitMQ架構設計
因此釋出者將訊息釋出到RabbitMQ中稱為Exchange(交換器)。Exchange(交換器)接收訊息並將其路由到一個或多個Queues(佇列)。路由演算法依賴於Exchange(交換器)型別和routing(路由)key/header(與訊息一起傳遞)。將Exchange(交換器)連線到Queues(佇列)的這些規則稱為bindings(繫結)。
繫結可以有4種類型:
- Direct: 它根據
routing key(路由鍵)將Exchange(交換器)型別直接路由到特定的Queues(佇列)。 - Fanout:它將訊息路由到繫結
Exchange(交換器)中的所有Queues(佇列)。 - Topic:它根據完全匹配或部分據
routing key(路由鍵)匹配將訊息路由到(0、1或更多)的Queues(佇列)。 - Headers:它類似於
Topic(主題)交換型別，但是它是基routing header(路由頭）而不是routing key(路由鍵)來路由的。
來源： https://www.cloudamqp.com/
通過Exchange(交換器)和Queues(佇列)釋出和消費訊息的整個過程是通過一個Channel(通道)完成的。
有關路由的詳細資訊，請訪問此連結。
3.2 RabbitMQ 設定
3.2.1 安裝
我們可以從這裡下載並安裝基於我們的作業系統的二進位制檔案。
然而，在本文中，我們將使用cloudamqp.com提供的免費雲安裝。只需註冊服務並登入即可。
在主儀表板上單擊建立新例項:
然後給你的例項起個名字，然後進入下一步:
然後選擇一個可用區:
最後，檢視例項資訊，點選右下角的建立例項:
就是這樣。現在在雲中運行了一個RabbitMQ例項。有關例項的更多資訊，請轉到您的儀表板並單擊新建立的例項:
我們可以看到我們可以訪問RabbitMQ例項的主機，比如從我們的專案連線所需的使用者名稱和密碼:
我們將在Spring應用程式中使用AMQP URL連線到這個例項，所以請在某個地方記下它。
您還可以通過單擊左上角的RabbitMQ manager來檢視管理器控制檯。這將採用它來管理的您的RabbitMQ例項。
Project 配置
現在我們的設定已經準備好了，讓我們建立我們的服務:
- cloud-stream-producer-rabbitmq: 作為一個釋出者，將訊息推送到
RabbitMQ - cloud-stream-consumer-rabbitmq: 消費者消費訊息
使用Spring Initializr建立一個腳手架專案。這將是我們的producer專案，我們將使用REST端點發布訊息。
選擇您喜歡的Spring Boot版本，新增Web和Cloud Stream依賴項，生成Maven專案:
注意：
請注意cloud-stream依賴項。這也需要像RabbitMQ、Kafka等繫結器依賴項才能工作。
由於我們將使用RabbitMQ，新增以下Maven依賴項:
<dependency>
<groupId>org.springframework.cloud</groupId>
<artifactId>spring-cloud-stream-binder-rabbit</artifactId>
</dependency>
或者，我們也可以將兩者結合起來使用spring-cloud-starter-stream-rabbit:
<dependency>
<groupId>org.springframework.cloud</groupId>
<artifactId>spring-cloud-starter-stream-rabbit</artifactId>
</dependency>
使用同樣的方法，建立消費者專案，但僅使用spring-cloud-starter-stream-rabbit依賴項。
4. 建立生產者
如前所述，將訊息從釋出者傳遞到佇列的整個過程是通過通道完成的。因此，讓我們建立一個HelloBinding介面，其中包含我們的訊息機制greetingChannel:
interface HelloBinding {
@Output("greetingChannel")
MessageChannel greeting();
}
因為這將釋出訊息，所以我們使用@Output註解。方法名可以是我們想要的任意名稱，當然，我們可以在一個介面中有多個Channel(通道)。
現在，讓我們建立一個REST，它將訊息推送到這個Channel(通道)
@RestController
public class ProducerController {
private MessageChannel greet;
public ProducerController(HelloBinding binding) {
greet = binding.greeting();
}
@GetMapping("/greet/{name}")
public void publish(@PathVariable String name) {
String greeting = "Hello, " + name + "!";
Message<String> msg = MessageBuilder.withPayload(greeting)
.build();
this.greet.send(msg);
}
}
上面，我們建立了一個ProducerController類，它有一個MessageChannel型別的屬性 greet。這是通過我們前面宣告的方法在建構函式中初始化的。
注意: 我們可以用簡潔的方式做同樣的事情，但是我們使用不同的名稱來讓您更清楚地瞭解事物是如何連線的。
然後，我們有一個簡單的REST介面，它接收PathVariable的name，並使用MessageBuilder建立一個String型別的訊息。最後，我們使用MessageChannel上的.send()方法來發布訊息。
現在,我們將在的主類中新增@EnableBinding註解，傳入HelloBinding告訴Spring載入。
@EnableBinding(HelloBinding.class)
@SpringBootApplication
public class Application {
public static void main(String[] args) {
SpringApplication.run(Application.class, args);
}
}
最後，我們必須告訴Spring如何連線到RabbitMQ(通過前面的AMQP URL)，並將greetingChannel連線到一可用的消費者。
這兩個都是在application.properties中定義的:
spring.rabbitmq.addresses=<amqp url>
spring.cloud.stream.bindings.greetingChannel.destination = greetings
server.port=8080
5. 建立消費者
現在，我們需要監聽之前建立的通道greetingChannel。讓我們為它建立一個繫結:
public interface HelloBinding {
String GREETING = "greetingChannel";
@Input(GREETING)
SubscribableChannel greeting();
}
與生產者繫結的兩個非常明顯區別。因為我們正在消費訊息，所以我們使用SubscribableChannel和@Input註解連線到greetingChannel，訊息資料將被推送這裡。
現在，讓我們建立處理資料的方法:
@EnableBinding(HelloBinding.class)
public class HelloListener {
@StreamListener(target = HelloBinding.GREETING)
public void processHelloChannelGreeting(String msg) {
System.out.println(msg);
}
}
在這裡，我們建立了一個HelloListener類，在processHelloChannelGreeting方法上新增@StreamListener註解。這個方法需要一個字串作為引數，我們剛剛在控制檯列印了這個引數。我們還在類新增@EnableBinding啟用了HelloBinding。
同樣，我們在這裡使用@EnableBinding，而不是主類，以便告訴我們如何使用。
看看我們的主類，我們沒有任何修改:
@SpringBootApplication
public class Application {
public static void main(String[] args) {
SpringApplication.run(Application.class, args);
}
}
在application.properties配置檔案中，我們需要定義與生產者一樣的屬性，除了修改埠之外
spring.rabbitmq.addresses=<amqp url>
spring.cloud.stream.bindings.greetingChannel.destination=greetings
server.port=9090
6. 全部測試
讓我們同時啟動生產者和消費者服務。首先，讓我們通過點選端點http://localhost:8080/greet/john來生產訊息。
在消費者日誌中看到訊息內容：
我們使用以下命令啟動另一個消費者服務例項(在另一個埠（9091）上):
$ mvn spring-boot:run -Dserver.port=9091
現在，當我們點選生產者REST端點生產訊息時，我們看到兩個消費者都收到了訊息:
這可能是我們在一些用例中想要的。但是，如果我們只想讓一個消費者消費一條訊息呢?為此，我們需要在application.properties中建立一個消費者組。消費者的配置檔案:
spring.cloud.stream.bindings.greetingChannel.group = greetings-group
現在，再次在不同的埠上執行消費者的2個例項，並通過生產者生產訊息再次檢視:
這一切也可以在RabbitMQ管理器控制檯看到:
7. 結論
在本文中，我們解釋了訊息傳遞的主要概念、它在微服務中的角色以及如何使用Spring Cloud Stream實現它。我們使用RabbitMQ作為訊息代理，但是我們也可以使用其他流行的代理，比如Kafka，只需更改配置和依賴項。
與往常一樣，本文使用的示例程式碼可以在GitHub獲得完整的原始碼。
原文：https://stackabuse.com/spring-cloud-stream-with-rabbitmq-message-driven-microservices/
作者：Dhananjay Singh
譯者：李東