RabbitMQ基础

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什么是消息中间件

         MQ全称为Message Queue，消息队列是应用程序和应用程序之间的通信方法。

从字面意思上看，本质是个队列，FIFO先入先出，只不过队列中存放的内容是message而已。

其主要用途：不同进程Process/线程Thread之间通信。

1、应用程序解耦合

MQ相当于一个中介，生产方通过MQ与消费方交互，它将应用程序进行解耦合。

2、任务异步处理

将不需要同步处理的并且耗时长的操作由消息队列通知消息接收方进行异步处理。提高了应用程序的响应时间。

3、削峰填谷

如订单系统，在下单的时候就会往数据库写数据。但是数据库只能支撑每秒1000左右的并发写入，并发量再高就容易宕机。
低峰期的时候并发也就100多个，但是在高峰期时候，并发量会突然激增到5000以上，这个时候数据库肯定卡死了。

消息被MQ保存起来了，然后系统就可以按照自己的消费能力来消费，比如每秒1000个数据，这样慢慢写入数据库，这样就不会卡死数据库了。

但是使用了MQ之后，限制消费消息的速度为1000，但是这样一来，高峰期产生的数据势必会被积压在MQ中，高峰就被“削”掉了。但是因为消息积压，
在高峰期过后的一段时间内，消费消息的速度还是会维持在1000QPS，直到消费完积压的消息,这就叫做“填谷”

常见消息队列产品

• ActiveMQ：基于JMS
• ZeroMQ：基于C语言开发
• RabbitMQ：基于AMQP协议，erlang语言开发，稳定性好
• RocketMQ：基于JMS，阿里巴巴产品
• Kafka：类似MQ的产品；分布式消息系统，高吞吐量

RabbitMQ

　　RabbitMQ是由erlang语言开发，基于AMQP（Advanced Message Queue 高级消息队列协议）协议实现的消息队列，

它是一种应用程序之间的通信方法，消息队列在分布式系统开发中应用非常广泛。

RabbitMQ官方地址：http://www.rabbitmq.com/

RabbitMQ提供了6种模式：

• 简单模式，
• work模式，
• Publish/Subscribe发布与订阅模式，
• Routing路由模式，
• Topics主题模式，
• RPC远程调用模式（远程调用，不太算MQ）；

官网对应模式介绍：https://www.rabbitmq.com/getstarted.html

RabbitMQ 基础架构如下图：

RabbitMQ 中的相关概念：

AMQP 一个提供统一消息服务的应用层标准高级消息队列协议，是应用层协议的一个开放标准，为面向消息的中间件设计。

AMQP是一个二进制协议，拥有一些现代化特点：多信道、协商式，异步，安全，扩平台，中立，高效。

　　RabbitMQ是AMQP协议的Erlang的实现。

Connection连接：一个网络连接，比如TCP/IP套接字连接。

Session会话：端点之间的命名对话。在一个会话上下文中，保证“恰好传递一次”。

Channel信道：多路复用连接中的一条独立的双向数据流通道。为会话提供物理传输介质。

Client客户端：AMQP连接或者会话的发起者。AMQP是非对称的，客户端生产和消费消息，服务器存储和路由这些消息。

Broker服务节点：消息中间件的服务节点；一般情况下可以将一个RabbitMQ Broker看作一台RabbitMQ 服务器。

端点：AMQP对话的任意一方。一个AMQP连接包括两个端点（一个是客户端，一个是服务器）。

Consumer消费者：一个从消息队列里请求消息的客户端程序。

Producer生产者：一个向交换机发布消息的客户端应用程序。

RabbitMQ运转流程

在入门案例中：

生产者发送消息
1、生产者创建连接（Connection），开启一个信道（Channel），连接到RabbitMQ Broker；
2、声明队列并设置属性；如是否排它，是否持久化，是否自动删除；
3、将路由键（空字符串）与队列绑定起来；
4、发送消息至RabbitMQ Broker；
5、关闭信道；
6、关闭连接；
消费者接收消息
1、消费者创建连接（Connection），开启一个信道（Channel），连接到RabbitMQ Broker
2、向Broker 请求消费相应队列中的消息，设置相应的回调函数；
3、等待Broker回应闭关投递响应队列中的消息，消费者接收消息；
4、确认（ack，自动确认）接收到的消息；
5、RabbitMQ从队列中删除相应已经被确认的消息；
6、关闭信道；
7、关闭连接；

一、简单模式：

• P：生产者，也就是要发送消息的程序
• C：消费者：消息的接受者，会一直等待消息到来。
• queue：消息队列，图中红色部分。类似一个邮箱，可以缓存消息；生产者向其中投递消息，消费者从其中取出消息。

二、Work queues工作队列模式

Work Queues与入门程序的简单模式相比，多了一个或一些消费端，多个消费端共同消费同一个队列中的消息。

应用场景：对于 任务过重或任务较多情况使用工作队列可以提高任务处理的速度。

小结：在一个队列中如果有多个消费者，那么消费者之间对于同一个消息的关系是**竞争**的关系。

订阅模式类型

前面2个案例中，只有3个角色：

• P：生产者，也就是要发送消息的程序
• C：消费者：消息的接受者，会一直等待消息到来。
• queue：消息队列，图中红色部分

而在订阅模型中，多了一个exchange角色，而且过程略有变化：

• P：生产者，也就是要发送消息的程序，但是不再发送到队列中，而是发给X（交换机）
• C：消费者，消息的接受者，会一直等待消息到来。
• Queue：消息队列，接收消息、缓存消息。
• Exchange：交换机，图中的X。一方面，接收生产者发送的消息。另一方面，知道如何处理消息，例如递交给某个特别队列、递交给所有队列、或是将消息丢弃。到底如何操作，取决于Exchange的类型。Exchange有常见以下3种类型：
• Fanout：广播，将消息交给所有绑定到交换机的队列
• Direct：定向，把消息交给符合指定routing key 的队列
• Topic：通配符，把消息交给符合routing pattern（路由模式） 的队列

Exchange（交换机）只负责转发消息，不具备存储消息的能力，因此如果没有任何队列与Exchange绑定，

或者没有符合路由规则的队列，那么消息会丢失！

三、Publish/Subscribe发布与订阅模式

发布订阅模式：
1、每个消费者监听自己的队列。
2、生产者将消息发给broker，由交换机将消息转发到绑定此交换机的每个队列，每个绑定交换机的队列都将接收到消息

四、Routing路由模式

• 队列与交换机的绑定，不能是任意绑定了，而是要指定一个RoutingKey（路由key）
• 消息的发送方在 向 Exchange发送消息时，也必须指定消息的 RoutingKey。
• Exchange不再把消息交给每一个绑定的队列，而是根据消息的Routing Key进行判断，只有队列的Routingkey与消息的 Routing key完全一致，才会接收到消息

图解：

• P：生产者，向Exchange发送消息，发送消息时，会指定一个routing key。
• X：Exchange（交换机），接收生产者的消息，然后把消息递交给 与routing key完全匹配的队列
• C1：消费者，其所在队列指定了需要routing key 为 error 的消息
• C2：消费者，其所在队列指定了需要routing key 为 info、error、warning 的消息

小结：Routing模式要求队列在绑定交换机时要指定routing key，消息会转发到符合routing key的队列。

 五、Topics通配符模式

 

图解：

• 红色Queue：绑定的是usa.# ，因此凡是以 usa.开头的routing key 都会被匹配到
• 黄色Queue：绑定的是#.news ，因此凡是以 .news结尾的 routing key 都会被匹配

模式总结

RabbitMQ工作模式：
1、简单模式 HelloWorld
一个生产者、一个消费者，不需要设置交换机（使用默认的交换机）

2、工作队列模式 Work Queue
一个生产者、多个消费者（竞争关系），不需要设置交换机（使用默认的交换机）

3、发布订阅模式 Publish/subscribe
需要设置类型为fanout的交换机，并且交换机和队列进行绑定，当发送消息到交换机后，交换机会将消息发送到绑定的队列

4、路由模式 Routing
需要设置类型为direct的交换机，交换机和队列进行绑定，并且指定routing key，当发送消息到交换机后，交换机会根据routing key将消息发送到对应的队列

5、通配符模式 Topic
需要设置类型为topic的交换机，交换机和队列进行绑定，并且指定通配符方式的routing key，当发送消息到交换机后，交换机会根据routing key将消息发送到对应的队列