Spring Cloud 应用篇之 Spring Cloud Stream（消息驱动）

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（一）简介
Spring Cloud Stream 是一个用来为微服务应用构建消息驱动能力的框架。它可以基于 Spring Boot 来创建独立的、可用于生产的 Spring 应用程序。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，并引入了发布-订阅、消费组、分区这三个核心概念。通过使用 Spring Cloud Stream，可以有效简化开发人员对消息中间件的使用复杂度，让系统开发人员可以有更多的精力关注于核心业务逻辑的处理。但是目前 Spring Cloud Stream 只支持 RabbitMQ 和 Kafka 的自动化配置。

（二）快速搭建
首先，我们通过一个简单的示例对 Spring Cloud Stream 有一个初步的认识。我们中间件使用 RabbitMQ，创建 spring-cloud-stream 模块

2.1 引入依赖
编辑 pom.xml 文件，引入 Spring Cloud Stream 对 RabbitMQ 支持的 spring-cloud-starter-stream-rabbit 依赖，该依赖包是 Spring Cloud Stream 对 RabbitMQ 支持的封装，其中包含了对 RabbitMQ 的自动化配置等内容。

<?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">
<parent>
<artifactId>spring-cloud-components</artifactId>
<groupId>com.geny</groupId>
<version>1.0-SNAPSHOT</version>
</parent>
<modelVersion>4.0.0</modelVersion>

<artifactId>spring-cloud-stream</artifactId>

<dependencies>
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
</dependency>
<dependency>
<groupId>org.springframework.cloud</groupId>
<artifactId>spring-cloud-starter-stream-rabbit</artifactId>
</dependency>
</dependencies>

<build>
<plugins>
<plugin>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-maven-plugin</artifactId>
</plugin>
</plugins>
</build>
</project>
2.2 配置文件
配置 RabbitMQ 的相关信息

server:
port: 9898
spring:
application:
name: spring-cloud-stream
rabbitmq:
host: 192.168.174.128
port: 5672
username: guest
password: guest
cloud:
stream:
bindings:
myInput:
#指定输入通道对应的主题名
destination: minestream
myOutput:
destination: minestream
这里通过 spring.cloud.stream.bindings.*.destination 的配置，让输入通道和输出通道对应到同一个主题上。
2.3 创建消息通道绑定的接口
创建 StreamClient 接口，通过 @Input和 @Output注解定义输入通道和输出通道，另外，@Input 和 @Output 注解都还有一个 value 属性，该属性可以用来设置消息通道的名称，这里指定的消息通道名称分别是 myInput 和 myOutput。如果直接使用两个注解而没有指定具体的 value 值，则会默认使用方法名作为消息通道的名称。

public interface StreamClient {

String INPUT = "myInput";
String OUTPUT = "myOutput";

@Input(StreamClient.INPUT)
SubscribableChannel input();

@Output(StreamClient.OUTPUT)
MessageChannel output();
}
当定义输出通道的时候，需要返回 MessageChannel 接口对象，该接口定义了向消息通道发送消息的方法；定义输入通道时，需要返回 SubscribableChannel 接口对象，该接口集成自 MessageChannel 接口，它定义了维护消息通道订阅者的方法。

在完成了消息通道绑定的定义后，这些用于定义绑定消息通道的接口则可以被 @EnableBinding 注解的 value 参数指定，从而在应用启动的时候实现对定义消息通道的绑定，Spring Cloud Stream 会为其创建具体的实例，而开发者只需要通过注入的方式来获取这些实例并直接使用即可。下面就来创建用于接收来自 RabbitMQ 消息的消费者 StreamReceiver

2.4 创建消费者
创建用于接收来自 RabbitMQ 消息的消费者 StreamReceiver 类

@Component
@EnableBinding(value = {StreamClient.class})
public class StreamReceiver {

private Logger logger = LoggerFactory.getLogger(StreamReceiver.class);

@StreamListener(StreamClient.INPUT)
public void receive(String message) {
logger.info("StreamReceiver: {}", message);
}
}
@EnableBinding 注解用来指定一个或多个定义了 @Input 或 @Output 注解的接口，以此实现对消息通道（Channel）的绑定。上面我们通过 @EnableBinding(value = {StreamClient.class}) 绑定了 StreamClient 接口，该接口是我们自己实现的对输入输出消息通道绑定的定义

@StreamListener，主要定义在方法上，作用是将被修饰的方法注册为消息中间件上数据流的事件监听器，注解中的属性值对应了监听的消息通道名。上面我们将 receive 方法注册为 myInput 消息通道的监听处理器，当我们往这个消息通道发送信息的时候，receiver 方法会执行。

2.5 启动类
创建启动类，在启动类添加一个接口，使用上面定义的消息通道绑定接口 StreamClient 向被监听的消息通道发送消息，具体如下：

@SpringBootApplication
@RestController
public class StreamApplication {

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

@Autowired
private StreamClient streamClient;

@GetMapping("send")
public void send() {
streamClient.output().send(MessageBuilder.withPayload("Hello World...").build());
}
}
2.6 验证
启动 StreamApplication，访问 http://localhost:9898/send 接口发送消息，通过控制台，可以看到，消息已成功被接收

我们看一下 RabbitMQ 的界面

可以看到有个 minestream.anonymous...的队列，点击进入，可以看到该队列绑定了 minestream 这个 Exchange

点击 Exchanges，可以看到有我们定义的 myInput，myOutput，还有一个是配置文件里让 myInput 和 myOutput 都指向的 minestream，正是有这个配置，StreamClient 发送的消息才会发送到 StreamReceiver 监听的消息通道上去。

（三）发布-订阅模式
Spring Cloud Stream 中的消息通信方式遵循了发布-订阅模式，当一条消息被投递到消息中间件后，它会通过共享的 Topic 主题进行广播，消息消费者在订阅的主题中收到它并触发自身的业务逻辑处理。所以这里就会有个问题，下面把 spring-cloud-stream 的端口号修改下，这里修改为 9899，然后再启动一个实例，访问 http://localhost:9898/send 发送消息，通过控制台查看：

端口号 9898 的实例日志：

端口号 9899 的实例日志：

可以看到，两个实例都接收到了消息，再看下 RabbitMQ 的 Queues，可以看到这里有两个 minestream.anonymous...的队列都绑定了 minestream 这个 Exchange。

这显然是不合适的，我们只希望在集群的时候，只有其中一台获取到消息，并进行相应的业务逻辑处理，那要怎么办呢？Spring Cloud Stream 提供了消费组的概念。

（四）消费组
在现实的业务场景中，每一个微服务应用为了实现高可用和负载均衡，都会集群部署，按照上面我们启动了两个应用的实例，消息被重复消费了两次。为解决这个问题，Spring Cloud Stream 中提供了消费组，通过配置 spring.cloud.stream.bindings.myInput.group 属性为应用指定一个组名，下面修改下配置文件，修改如下：

再次启动两个实例，先看下 RabbitMQ 的界面，可以看到现在只有 minestream.stream 这一个队列了，说明两个实例监听这一个队列

访问 http://localhost:9898/send 接口发送消息，为了方便查看后台日志，先把日志清空

端口号 9898 的实例日志：

端口号 9899 的实例日志：

可以看到，只有其中一个接收到了消息，这就达到了目的。

（五）消息分区
通过消费组的设置，虽然能保证同一消息只被一个消费者进行接收和处理，但是对于特殊业务情况，除了要保证单一实例消费之外，还希望那些具备相同特征的消息都能被同一个实例消费，这个就可以使用 Spring Cloud Stream 提供的消息分区功能了。

Spring Cloud Stream 实现消息分区只需要在配置文件里进行相应的配置即可，修改 StreamApplication 的配置文件如下：

server:
port: 9898
spring:
application:
name: spring-cloud-stream
rabbitmq:
host: 192.168.174.128
port: 5672
username: guest
password: guest
cloud:
stream:
bindings:
myInput:
#指定输入通道对应的主题名
destination: minestream
#指定该应用实例属于 stream 消费组
group: stream
consumer:
#通过该参数开启消费者分区功能
partitioned: true
myOutput:
#指定输出通道对应的主题名
destination: minestream
producer:
#通过该参数指定了分区键的表达式规则，可以根据实际的输出消息规则配置 SpEL 来生成合适的分区键
partitionKeyExpression: payload
partitionCount: 2
#该参数指定了当前消费者的总实例数量
instance-count: 2
#该参数设置了当前实例的索引号，从 0 开始，最大值为 spring.cloud.stream.instance-count 参数 - 1
instance-index: 0
每个参数的说明，上面注释的很详细，启动多个实例只需要修改端口号和 instance-index 的值即可，到这里消息分区配置就完成了，可以看到 RabbitMQ 的队列里已经生成了两个名为 minestream.stream-* 的队列

访问 http://localhost:9898/send 接口发送消息，多发送几次，查看控制台日志：

端口号 9898 的实例日志：

端口号 9899 的实例日志：

可以看到发送的同一个消息，都被其中一个实例接收消费了，说明消息分区也已配置成功了。

源码下载：https://github.com/shmilyah/spring-cloud-componets
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