RabbitMQ介绍2 - AMQP协议

这一节介绍RabbitMQ的一些概念，当然也是AMQP协议的概念。官方网站也有详细解释，包括协议的命令： http://www.rabbitmq.com/tutorials/amqp-concepts.html

消息通信拓扑结构概念：生产者producer，消费者consumer，队列queue，交换器exchange，路由键routing key，绑定键binding key。

消息传播过程：producer发布消息给交换器，交换器根据路由规则，将消息放到绑定的队列，消费者从队列中得到消息。

 

Queue。队列是唯一存储消息的地方，一条消息路由后要么进入队列，要么被丢弃。

RabbitMQ中的消息都只能存储在Queue中，生产者（下图中的P）生产消息并最终投递到Queue中，消费者（下图中的C）可以从Queue中获取消息并消费。

多个消费者可以订阅同一个Queue，这时Queue中的消息会被按照round-robin分摊给多个消费者，而不是每个消费者都收到所有的消息。

Prefetch count。消费者从队列中订阅消息的时候，RabbitMQ会把队列中的全部消息推送到消费者，然后等待确认。通过设置prefetch count可以限定消息确认前最多发送给消费者的消息数量。在有多个消费者订阅一个队列的时候，设置这个参数可以帮助实现负载平衡。注意这里提到的订阅是持续订阅，通过basic.get进行的单次订阅不在此列。

创建队列。生产者和消费者都可以使用queue.declare创建队列，如果消费者在同一条信道上订阅了另一个队列的话，就无法再创建队列了。创建队列时如果不指定队列的名称，RabbitMQ会分配一个随机名称，并在queue.declare的结果中返回。创建队列如果已经存在，只要声明参数和现存队列完全一样，RabbitMQ什么都不做，创建过程成功返回，如果参数不匹配，会抛出异常。如果想检查队列是否存在，创建时设置参数passive为true，如果队列存在，创建成功返回，否则返回错误。

队列属性：exclusive，如果为true的话，只有你的程序才能消费队列。Auto-delete，如果为true的话，在最后一个消费者取消订阅的时候，队列会自动删除。

Exchange。生成者将消息发送到exchange，exchange根据消息的routing key，路由消息到相应的队列。不同的交换器类型exchange type提供不同的路由方案，exchange type有4种：direct，fanout，topic和headers。

1. direct。消息的routing key需要精确匹配binding key。

当生产者（P）发送的消息Rotuing key=booking时，发现Queue1和Queue2都符合，就会将消息传送给这两个队列，如果以Rotuing key=create或Rotuing key=confirm发送消息时，这时消息只会被推送到Queue2队列中，其他Routing Key的消息将会被丢弃。

注意RabbitMQ有一个默认Exchange，类型是direct，没有办法绑定一个queue到这个exchange，但是通过指定routing key，可以发送消息到同名的queue。

2. fanout。这个类型的exchange会发送消息到所有绑定在上面的queue，routing key和binding key不起作用。

生产者（P）生产消息1将消息1推送到Exchange，Exchange将消息推送到所有与它绑定Queue，最后两个消费者都会收到消息。

3. topic。Binding key可以使用*和#来对routing key进行模糊匹配。

• 点号“. ”分隔的每一段字符串称为一个单词，如“quick.orange.rabbit”包含3个单词quick，orange，rabbit。点分割的部分可以为空，比如bindingkey=*.*的可以匹配routingkey是"."的消息，但是bindingkey=“*”无法匹配routingkey是空的消息。可以简单理解，先将routingkey按照stringsplit方法用"."分割，保留空白字符，*表示匹配分割后的一个位置，#表示匹配0…n个位置。其余字符需要精确匹配。
• *表示一个单词，#表示0或多个单词。
• binding key使用“*”与“#”来模糊匹配routing key。routing key中的“*”或“#”当做普通字符处理。

  

  当生产者发送消息Routing Key=F.C.E时，只会被路由到Queue1中，如果Routing Key=A.C.E这时候会被同时路由到Queue1和Queue2中，如果Routing Key=A.F.B时，这里只会发送一条消息到Queue2中

  Will "*" binding catch a message sent with an empty routing key? 不会

  Will "#.*" catch a message with a string ".." as a key? Will it catch a message with a single word key? 都会

  How different is "a.*.#" from "a.#"? 前者routingkey要有"a."，后者只要有"a"就能匹配。

4. headers。headers交换器允许你匹配AMQP消息的header而非路由键，除此之外，和direct交换器完全一样，但是性能会差很多，因此并不太实用，而且几乎再也用不到了。使用方法：在绑定的时候提供一组键值对，如果消息的header（也是一组键值对）和其完全匹配，则路由消息到队列。

网络连接概念：ConnectionFactory, connection, channel信道。connectionFactory用来建立连接，connection表示一个TCP连接，channel是一个建立在connection上的虚拟连接。每条信道通过一个唯一的ID标记，发布消息、绑定、消费消息这些操作都是在信道上完成。connection和channel的关系类似于进程和线程。

问题：在同一个channel能订阅多个queue吗？生产者和消费者能使用同一个channel吗？同一个channel能给多个exchange发消息吗？

 

消息包括有效荷载payload和标签label。payload是需要传输的数据，可以是任何东西（C#编程的时候就是一个byte数组），label是传输数据的一些描述，比如routing key，持久化delivery mode。

消息持久化。exchange，queue，message都可以设置是否持久化durable，如果是持久化的，服务重启后会重建exchange、queue，消息会放到原来的queue里，重新发送给消费者。要注意的是，只有这3个都是持久化的，消息才会在RabbitMQ重启后还保留，任何一个环节不是持久化的，消息都不会恢复，也就是丢失了。持久化会可能会使吞吐量降低10倍（采用SSD存储可以大大缓解），而且在集群环境持久化队列不会在其它节点上重建。如果集群中一个节点崩溃，其上的持久化队列便从集群中消失了，在这个节点重启前，所有发送到这些队列的消息都会丢失。作为对比，非持久化队列在节点崩溃后，会在其它节点重建，消息便能发送到重建的队列上。所有，如果不是必须保留消息，不要用持久化。

消息确认。消费者接收到的每一条消息都必须进行确认。消费者必须通过AMQP的basic.ack命令显式地向RabbitMQ发送一个确认，或者在订阅到队列的时候设置auto_ack为true。auto_ack为true时，一旦消费者接收消息，RabbitMQ会自动认为其进行了确认。只有确认过的消息，才会从队列中删除。如果消费者接收了消息，但没有进行确认，消息会进入等待确认状态，这时候如果消费者的连接断开，RabbitMQ会清除这些消息的状态，并发送给队列的其它消费者。如果消费者一直不进行确认，消息会堆积在队列中，不会超时。消费者也可以明确拒绝一个消息（basic.reject命令），拒绝的时候如果requeue参数为true，消息会重新发送给下一个订阅的消费者，requeue为false时会从队列中删除消息，这时候的效果和发送确认类似，不同的是2.0以后版本的RabbitMQ会维护被拒绝的消息队列，以便后续调查。

AMQP事务transaction。由于发布消息不返回任何信息给生产者，你怎么知道服务器是否已经保存了持久化消息到硬盘呢？事务用来确认发送者的消息已经进入了队列（或者被丢弃）。在把信道设置为事务模式后，这条信道上的消息将按照串行方式发送，只有前面的消息确认成功了，才会执行后面的，直到提交事务，结束信道的事务模式。事务会极大的降低RabbitMQ的吞吐量（2~10倍）。

发送方确认模式。这是RabbitMQ的概念，不属于AMQP。类似AMQP事务的功能，但是不需要串行，极大的提高了吞吐量。使用方法：将信道设置为confirm模式，只有重新创建信道才能关闭该设置。所有信道上发送的消息都会指派一个唯一的ID（从1开始），一旦消息投递成功，信道会发送一个确认给生产者。生产者通过回调接收信道的确认消息（如果消息丢失，会收到nack），与此同时，生产者也可以继续发送消息。由于没有事务的消息回滚，发送方确认模式更加轻量，对RabbitMQ服务器的影响也可以忽略不计。

我们没有办法得到信道指派的这个ID（basic_publish不会返回ID信息），那怎么确认信道确认消息中的ID具体指的是哪个消息呢？方法是发送者自己维护消息和ID的关系。一个信道一般只有一个线程使用，ID从1开始，每次递增1，发送者完全可以自己算出消息的ID。