【ZMQ】ZMQ/ZeroMQ简介、三种消息模式demo程序

灰太狼 2024-02-20 13:12 38阅读 0赞

#### ZMQ/ZeroMQ简介、三种消息模式demo程序 ####

*  一、什么是ZMQ
 *  二、ZMQ的特点
 *  三、Demo程序代码
 *   *  3.1 发布-订阅模式（P/S）demo
     *  3.2 请求-应答模式（REQ/RES）demo
     *  3.3 推拉模式（P/P）demo

## 一、什么是ZMQ ##

ZeroMQ（也称为ÖMQ、0MQ或zmq）看起来像是一个可嵌入的网络库，但它的作用类似于一个并发框架。它为您提供了在进程内、进程间、TCP和多播等各种传输中传递原子消息的套接字。您可以使用扇出、发布订阅、任务分发和请求回复等模式将套接字N到N连接起来。它的速度足以成为集群产品的结构。它的异步I/O模型为您提供了可扩展的多核应用程序，构建为异步消息处理任务。它有许多语言API，并在大多数操作系统上运行。

ZeroMQ（也拼写为ÖMQ、0MQ或ZMQ）是一个高性能异步消息传递库，旨在用于分布式或并发应用程序。它提供了一个消息队列，但与面向消息的中间件不同，ZeroMQ系统可以在没有专用消息代理的情况下运行。

ZeroMQ支持多种传输（TCP、进程内、进程间、多播、WebSocket等）上的通用消息传递模式（发布/订阅、请求/回复、客户端/服务器等），使进程间消息传递与线程间消息传递一样简单。这使您的代码保持清晰、模块化和极易扩展。

ZeroMQ是由大量贡献者开发的。有许多流行编程语言的第三方绑定，以及C\#和Java的本机端口。

## 二、ZMQ的特点 ##

1、组件来去自如，ZQM会负责自动重连，服务端和客户端可以随意的退出网络。tcp的话，必须现有服务端启动，在启动客户端，否则会报错。

2、ZMQ会在必要的情况下将消息放入队列中保存，一旦建立了连接就开始发送。

3、ZMQ有阈值机制，当队列满的时候，可以自动阻塞发送者，或者丢弃部分消息。

4、ZMQ可以使用不同的通信协议进行连接，TCP，进程间，线程间。

5、ZMQ提供了多种模式进行消息路由，如请求-应答模式（REQ/RES），发布-订阅模式（P/S）和推拉模式（P/P）等，这些模式可以用来搭建网络拓扑结构。

6、ZMQ会在后台线程异步的处理I/O操作，他使用一种不会死锁的数据结构来存储消息。同时ZeroMQ不在乎目的是否存在。

7、TCP的通信拓扑是一对一的，而ZMQ可以是一对一、一对多、多对一或者多对多。

8、ZeroMQ传输的是消息，TCP传输字节。

## 三、Demo程序代码 ##

### 3.1 发布-订阅模式（P/S）demo ###

发布端：

package com.example.demozmq.zmq;
    
    import java.nio.charset.StandardCharsets;
    import java.util.Random;
    import org.zeromq.ZMQ;
    import org.zeromq.ZMQ.Context;
    import org.zeromq.ZMQ.Socket;
    
    public class ZmqPublisher {
        
    
        public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        
            Context context = ZMQ.context(1);
            Socket socket = context.socket(ZMQ.PUB);
            // 绑定端口
            socket.bind("tcp://*:5556");
            Random random = new Random(1000);
            while (true) {
        
                // 随机生成一个整数
                int value = random.nextInt();
                // 将整数作为消息发布到通道上
                byte[] topic = "value".getBytes(StandardCharsets.UTF_8);
                byte[] data = Integer.toString(value).getBytes(StandardCharsets.UTF_8);
                socket.sendMore(topic);
                socket.send(data);
                System.out.println("发送整数：| " + value);
                Thread.sleep(3000);
            }
        }
    
    }

订阅端：

package com.example.demozmq.zmq;
    
    import java.nio.charset.StandardCharsets;
    import org.zeromq.ZMQ;
    
    public class ZmqSubscriber {
        
    
        public static void main(String[] args) {
        
            ZMQ.Context context = ZMQ.context(1);
            ZMQ.Socket socket = context.socket(ZMQ.SUB);
            // 连接服务端
            socket.connect("tcp://localhost:5556");
            // 订阅主题的value
            socket.subscribe("value".getBytes(StandardCharsets.UTF_8));
    
            while (true) {
        
                // 从通道上接收消息
                byte[] topic = socket.recv();
                byte[] data = socket.recv();
                int value = Integer.parseInt(new String(data));
                System.out.println("订阅的主题：" + new String(topic));
                System.out.println(System.currentTimeMillis() + "接收到的整数：" + value);
            }
        }
    
    }

### 3.2 请求-应答模式（REQ/RES）demo ###

请求端：

package com.example.demozmq.zmq;
    
    import java.nio.charset.StandardCharsets;
    import org.junit.jupiter.api.Test;
    import org.springframework.boot.test.context.SpringBootTest;
    import org.zeromq.ZMQ;
    
    @SpringBootTest
    public class ZmqClient {
        
    
        @Test
        public void testSendMessage2Server() {
        
            ZMQ.Context context = ZMQ.context(1);
            ZMQ.Socket socket = context.socket(ZMQ.REQ);
            // 连接服务器
            socket.connect("tcp://localhost:5555");
            // 发送消息
            String text = "你好，我是客户端。";
            byte[] bytes = text.getBytes(StandardCharsets.UTF_8);
            socket.send(bytes);
            // 等待回复
            byte[] reply = socket.recv(0);
            String response = new String(reply);
            System.out.println("接收到服务器的消息是：" + response);
        }
    
        public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        
            ZMQ.Context context = ZMQ.context(1);
            ZMQ.Socket socket = context.socket(ZMQ.REQ);
            // 连接服务器
            socket.connect("tcp://localhost:5555");
    
            for (int i = 0; i < 10000; i++) {
        
                // 发送消息
                String text = "你好，我是客户端。" + i;
                byte[] bytes = text.getBytes(StandardCharsets.UTF_8);
                socket.send(bytes);
                // 等待回复
                byte[] reply = socket.recv(0);
                String response = new String(reply);
                System.out.println("接收到服务器的消息是：" + response);
                Thread.sleep(5000);
            }
        }
    }

响应端：

package com.example.demozmq.zmq;
    
    import java.nio.charset.Charset;
    import org.zeromq.ZMQ;
    
    public class ZmqServer {
        
    
        public static void main(String[] args) {
        
    
            try {
        
                ZMQ.Context context = ZMQ.context(1);
                ZMQ.Socket socket = context.socket(ZMQ.REP);
                // 绑定端口
                socket.bind("tcp://*:5555");
                while (true) {
        
                    // 等待接收消息
                    byte[] request = socket.recv();
                    String reqTest = new String(request);
                    System.out.println("接收到的消息：" + reqTest);
                    // 返回消息给客户端
                    byte[] reply = (System.currentTimeMillis() + "你好啊，我是服务端。").getBytes(Charset.defaultCharset());
                    socket.send(reply, 0);
                }
            } catch (Exception e) {
        
                throw new RuntimeException(e);
            }
        }
    }

### 3.3 推拉模式（P/P）demo ###

推拉模式，PUSH发送。PULL方接收。PUSH可以和多个PULL建立连接，PUSH发送的数据被顺序发送给PULL方。如果是多个PULL，假如第一条消息发送给PULL1，那么第二条消息就会发送给PULL2，第三条又会发给PULL1，一直循环。发送消息的时候也是按照这个顺序发送，保证数据能够准确到达目的地。

推送消息端：

package com.example.demozmq.zmq;
    
    import java.nio.charset.StandardCharsets;
    import org.zeromq.ZMQ;
    
    public class ZmqPush {
        
    
        public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        
    
            ZMQ.Context context = ZMQ.context(1);
            ZMQ.Socket socket = context.socket(ZMQ.PUSH);
    
            socket.connect("ipc://fjs");
    
            for (int i = 1; i <= 10000; i++) {
        
                socket.send(("hello【" + i + "】").getBytes(StandardCharsets.UTF_8));
                System.out.println("已发送" + i + "次");
                Thread.sleep(3000);
            }
            socket.close();
            context.term();
        }
    
    }

拉取消息端：

package com.example.demozmq.zmq;
    
    import org.zeromq.ZMQ;
    
    public class ZmqPullServer {
        
    
        public static void main(String[] args) {
        
    
            ZMQ.Context context = ZMQ.context(1);
            ZMQ.Socket socket = context.socket(ZMQ.PULL);
    
            socket.bind("ipc://fjs");
    
            while (true) {
        
                byte[] data = socket.recv();
                System.out.println("拉取的数据：" + new String(data));
            }
        }
    
    }

以上代码可以直接复制使用，如有错误请多多指教！

本文完结！