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在ASP.NET Core微服务架构下使用RabbitMQ实现CQRS模式的方法

葡萄城技术团队 • • 阅读
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前言

在现代软件开发中,微服务架构和CQRS模式都是备受关注的技术趋势。微服务架构通过将应用程序拆分为一系列小型、自治的服务,提供了更好的可伸缩性和灵活性。而CQRS模式则通过将读操作和写操作分离,优化了系统的性能和可维护性。本文小编将为大家介绍如何在ASP.NET Core微服务架构下使用RabbitMQ来实现CQRS模式。

微服务架构的简要概览

微服务架构是一种软件架构模式,它将一个大型的单体应用程序拆分为一组小型、自治的服务,每个服务都可以独立部署、扩展和管理。每个服务都专注于一个特定的业务功能,并通过轻量级的通信机制相互协作,形成一个完整的分布式系统。

RabbitMQ在微服务中的作用

消息代理,以RabbitMQ作为示例,是微服务架构的枢纽,为服务间异步通信提供了一个健壮的机制。它们使得分离组件间的通信变得解耦合、可靠和可扩展。在下面的这段代码里面,RabbitMQ被用于给特定队列发送消息,确保服务间通信可靠。

// Example of using RabbitMQ with RabbitMQ.Client in C#
using RabbitMQ.Client;
class RabbitMQService {
    public void SendMessageToQueue(string queueName, string message) {
        var factory = new ConnectionFactory(){HostName="localhost"};
        using var connection = factory.CreateConnection();
        using var channel = connection.CreateModel;
        channel.QueueDeclare(queue:queueName,durable:false,exclusive:false,autoDelete:false,arguments:null);
        var body=Encoding.UTF8.GetBytes(message);
        channel.BasicPublish(exchange:"",routingKey:queueName,basicProperties:null,body:body);
        Console.WriteLines($"Message sent to {queueName}:{message}");
    }
}

RabbitMQ提供了很多功能,使得针对微服务架构高度适合:

  • 可靠性:它确保消息可靠传输,支持消息识别机制。
  • 灵活性:支持多种消息模式(发布订阅,点对点)和协议(AMQP,MQTT)。
  • 可扩展:允许通过发布横跨不同节点或集群的消息来横向伸缩。

下面这段代码演示了RabbitMQ如何实现一个发布和订阅的功能。

// Example of using RabbitMQ for Publish-Subscribe
public class Publisher
{
    public void Publish(string exchangeName, string message)
    {
        var factory = new ConnectionFactory() { HostName = "localhost" };
        using var connection = factory.CreateConnection();
        using var channel = connection.CreateModel();
        channel.ExchangeDeclare(exchange: exchangeName, type: ExchangeType.Fanout);
        var body = Encoding.UTF8.GetBytes(message);
        channel.BasicPublish(exchange: exchangeName, routingKey: "", basicProperties: null, body: body);
        Console.WriteLine($"Message published to {exchangeName}: {message}");
    }
}

CQRS 模式

CQRS从根本上来说是把处理命令(改变系统状态)的职责从查询(不更改状态下获取数据)中分离出来。这种分离允许对每种类型操作进行优化和裁剪。如下方的代码所示,Command Handler(命令程序)处理写操作,负责执行更新、创建或删除等改变系统状态的操作。Query Handler(查询程序)处理读操作,负责提供数据查询和展示的功能。

// Example of Command and Query models in C#
public class Command {
    public string Id {get;set;}
    public object Payload{get;set}
}
public class Query {
    public string Id(get;set;)
}
// Command Handler
public class CommandHandler {
    public void HandleCommand(Command command) {
        // Logic to process and update the system state based on the command
    }
}
// Query Handler
public class QueryHandler {
    public object HandleQuery(Query query) {
        // Logic to retrieve and return data without altering the system state
        return null;
    }
}

分离读和写操作的优势

  • 易于优化:不同模型可以为它们特定的任务进行优化。
  • 可扩展:系统可以为读和写独立扩展,优化性能。
  • 灵活性:修改写逻辑不影响读操作,在设计和迭代上提供了更大的灵活性。
// Command Handler
public class CommandHandler {
    public void HandleCommand(Command command){
        // Logic to process and update the system state based on the command
    }
}
// Query handler
public class QueryHandler{
    public object HandlerQuery(Query query) {
        // Logic to retrieve and return data without altering the system state
        return null;
    }
}

RabbitMQ与CQRS集成

在集成CQRS与RabbitMQ时,需要考虑以下因素:

  • 消息结构:以一种清晰一致的格式为命令和事件设计消息。
  • 错误处理:在消息处理中实现针对错误处理和重试的策略。
  • 消息持久性:配置队列来确保消息持久,避免数据丢失。
  • 可伸缩性:通过考虑RabbitMQ集群和负载均衡,为可伸缩提前谋划。

现在,小编以在线订单系统为场景,介绍如何集成RabbitMQ和CQRS来实现订单的异步处理。

场景:

在一个在线订单系统中,放置了新订单后,它就需要被异步处理。小编将会使用RabbitMQ来处理命令(放置订单)和事件(订单处理)。这个系统将会用队列来分离命令和事件,同时遵循CQRS原则。

设计注意事项:

  • OrderCommand:表示下订单的命令。
  • OrderEvent:表示已处理的订单。
  • Error Handling:对失败订单实施重试机制。

命令处理:

public class OrderCommandHandler
{
    private readonly string commandQueueName = "order_commands";
    public void SendOrderCommand(OrderCommand command)
    {
        var factory = new ConnectionFactory() { HostName = "localhost" };
        using var connection = factory.CreateConnection();
        using var channel = connection.CreateModel();
        channel.QueueDeclare(queue: commandQueueName, durable: false, exclusive: false, autoDelete: false, arguments: null);
        var body = Encoding.UTF8.GetBytes(JsonConvert.SerializeObject(command));
        channel.BasicPublish(exchange: "", routingKey: commandQueueName, basicProperties: null, body: body);
        Console.WriteLine($"Order command sent: {JsonConvert.SerializeObject(command)}");
    }
    public void ConsumeOrderCommands()
    {
        var factory = new ConnectionFactory() { HostName = "localhost" };
        using var connection = factory.CreateConnection();
        using var channel = connection.CreateModel();
        channel.QueueDeclare(queue: commandQueueName, durable: false, exclusive: false, autoDelete: false, arguments: null);
        var consumer = new EventingBasicConsumer(channel);
        consumer.Received += (model, ea) =>
        {
            var body = ea.Body.ToArray();
            var commandMessage = Encoding.UTF8.GetString(body);
            var orderCommand = JsonConvert.DeserializeObject<OrderCommand>(commandMessage);
            // 处理订单命令
            Task.Run(() => ProcessOrderCommand(orderCommand));
            // 确认消息
            channel.BasicAck(deliveryTag: ea.DeliveryTag, multiple: false);
        };
        channel.BasicConsume(queue: commandQueueName, autoAck: false, consumer: consumer);
    }
    private void ProcessOrderCommand(OrderCommand orderCommand)
    {
        // 异步处理订单命令的逻辑
        Console.WriteLine($"Processing order command: {JsonConvert.SerializeObject(orderCommand)}");
        // 下订单,执行验证
        // 如果成功,发布一个订单处理事件
        var orderEvent = new OrderEvent { OrderId = orderCommand.OrderId, Status = "Processed" };
        SendOrderProcessedEvent(orderEvent);
    }
    private void SendOrderProcessedEvent(OrderEvent orderEvent)
    {
        var eventQueueName = "order_events";
        var factory = new ConnectionFactory() { HostName = "localhost" };
        using var connection = factory.CreateConnection();
        using var channel = connection.CreateModel();
        channel.QueueDeclare(queue: eventQueueName, durable: false, exclusive: false, autoDelete: false, arguments: null);
        var body = Encoding.UTF8.GetBytes(JsonConvert.SerializeObject(orderEvent));
        channel.BasicPublish(exchange: "", routingKey: eventQueueName, basicProperties: null, body: body);
        Console.WriteLine($"Order processed event sent: {JsonConvert.SerializeObject(orderEvent)}");
    }
}

为命令和事件实现消息队列

在集成RabbitMQ的基于CQRS系统中,为命令和事件建立的分离的队列能使得组件间异步通信。

public class OrderEventConsumer
{
    private readonly string eventQueueName = "order_events";
    public void ConsumeOrderEvents()
    {
        var factory = new ConnectionFactory() { HostName = "localhost" };
        using var connection = factory.CreateConnection();
        using var channel = connection.CreateModel();
        channel.QueueDeclare(queue: eventQueueName, durable: false, exclusive: false, autoDelete: false, arguments: null);
        var consumer = new EventingBasicConsumer(channel);
        consumer.Received += (model, ea) =>
        {
            var body = ea.Body.ToArray();
            var eventMessage = Encoding.UTF8.GetString(body);
            var orderEvent = JsonConvert.DeserializeObject<OrderEvent>(eventMessage);
            Console.WriteLine($"Received order processed event: {JsonConvert.SerializeObject(orderEvent)}");
            // 处理已处理订单事件的逻辑
        };
        channel.BasicConsume(queue: eventQueueName, autoAck: true, consumer: consumer);
    }
}

异步通信和事件驱动架构

事件驱动架构中,RabbitMQ使得异步通信更加便捷,这是因为它允许组件以一种非阻塞方式对事件和消息进行响应。

public class Program
{
    public static void Main(string[] args)
    {
        var orderCommandHandler = new OrderCommandHandler();
        var orderEventConsumer = new OrderEventConsumer();
        // 举例:发送订单命令
        var orderCommand = new OrderCommand { OrderId = Guid.NewGuid(), Product = "Product A", Quantity = 2 };
        orderCommandHandler.SendOrderCommand(orderCommand);
        // 异步使用订单命令和事件
        Task.Run(() => orderCommandHandler.ConsumeOrderCommands());
        Task.Run(() => orderEventConsumer.ConsumeOrderEvents());
        Console.ReadLine(); // 保持应用程序运行
    }
}

在微服务中集成CQRS和RabbitMQ

创建服务

现在小编创建两个服务,一个用于订单消息处理(OrderComandService),一个用于订单查询处理(OrderQueryService)。

OrderComandService(订单命令服务)

// 处理命令(下订单)
public class OrderCommandService
{
    private readonly string commandQueueName = "order_commands";
    public void SendOrderCommand(OrderCommand command)
    {
        // 向RabbitMQ队列发送order命令的代码(具体可以参考前面SendOrderCommand的代码)
    }
    public void ConsumeOrderCommands()
    {
        // 从RabbitMQ队列中消费订单命令的代码(具体可以参考前面的ConsumeOrderCommands代码)
        // 异步处理接收到的命令并相应地触发事件
    }
}

OrderQueryService(订单查询服务)

// 处理查询(获取订单)
public class OrderQueryService
{
    private readonly string queryQueueName = "order_queries";
    public void SendOrderQuery(Query query)
    {
        // 向RabbitMQ队列发送order命令的代码(具体可以参考前面SendOrderCommand的代码)
    }
    public void ConsumeOrderQueries()
    {
        // 从RabbitMQ队列中接受消费订单命令的代码(具体可以参考前面的ConsumeOrderCommands代码)
        // 异步处理接收到的查询并检索订单数据
    }
}

在微服务中定义命令和查询模型

命令和查询模型

// 命令模型
public class OrderCommand
{
    public string OrderId { get; set; }
    // 其他与订单相关的字段(省略)
}
// 查询模型
public class OrderQuery
{
    public string QueryId { get; set; }
    // 其他与订单相关的字段(省略)
}

使用RabbitMQ编写订单命令和订单查询:

OrderCommandService(订单命令服务)

// 发送订单命令
OrderCommandService orderCommandService = new OrderCommandService();
OrderCommand orderCommand = new OrderCommand { OrderId = "123", /* 其他订单属性 */ };
orderCommandService.SendOrderCommand(orderCommand);
// 消费订单命令
orderCommandService.ConsumeOrderCommands();

OrderQueryService(订单查询服务)

// 发送订单查询
OrderQueryService orderQueryService = new OrderQueryService();
OrderQuery orderQuery = new OrderQuery { QueryId = "456", /* 其他订单属性 */ };
orderQueryService.SendOrderQuery(orderQuery);
// 消费订单查询
orderQueryService.ConsumeOrderQueries();

总结

在ASP.NET Core微服务架构中,使用RabbitMQ作为消息队列服务,通过实现CQRS模式(Command Query Responsibility Segregation),将写操作和读操作分离,以提高系统的性能和可伸缩性。这种组合能够实现异步通信和事件驱动架构,通过将命令发送到命令处理器执行写操作,同时使用订阅模式将事件发布给查询服务,实现实时的数据查询和更新。这样的架构使系统更具弹性和扩展性,并为开发者提供更好的工具和方法来构建复杂的分布式系统,以满足不同业务需求。

到此这篇关于在ASP.NET Core微服务架构下使用RabbitMQ如何实现CQRS模式的文章就介绍到这了,更多相关ASP.NET Core CQRS模式内容请搜索代码部落以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持代码部落!

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