RabbitMQ最全介绍特别详细版本

一、关于 RabbitMQ

说到 RabbitMQ，相信大家都不会陌生，微服务开发中必不可少的中间件。

在上篇关于消息队列的文章中，我们了解到 RabbitMQ 本质其实是用 Erlang 开发的 AMQP（Advanced Message Queuing Protocol ）的具体实现，最初起源于金融系统，主要用于在分布式系统中存储转发消息，在易用性、扩展性、高可用性等方面有着不俗的表现。

2010年4月，RabbitMQ 科技公司被 VMware 旗下的 SpringSource 收购，在 2013 年 5 月被并入 Pivotal 。

其实 VMware，Pivotal 本质上是一家的。不同的是，VMware 是独立上市子公司，而 Pivotal 是整合了EMC的某些资源，现在并没有上市。其中我们现在使用的 Spring 系列框架，就是 Pivotal 公司热门的产品之一。

直到后来 Pivotal 将其开源，RabbitMQ 才逐渐走向大众！

RabbitMQ 发展到今天，已经被越来越多的人认可，尤其是互联网公司，已经有着大规模的场景应用，今天我们就一起来深入了解一下 RabbitMQ。

二、RabbitMQ 模型介绍

2.1、内部结构分析

上面我们有说到 RabbitMQ 本质是 AMQP 协议的一个开源实现，在详细介绍 RabbitMQ 之前，我们先来看一下 AMQP 的内部结构图！

基本概念如下：

Publisher：消息的生产者，也是一个向交换器发布消息的客户端应用程序
Exchange：交换器，用来接收生产者发送的消息并将这些消息路由给服务器中的队列
Binding：绑定，用于将消息队列和交换器之间建立关联。一个绑定就是基于路由键将交换器和消息队列连接起来的路由规则，所以可以将它理解成一个由绑定构成的路由表。
Queue：消息队列，用来保存消息直到发送给消费者
Connection：网络连接，比如一个 TCP 连接
Channel：信道，多路复用连接中的一条独立的双向数据流通道
Consumer：消息的消费者，表示一个从消息队列中取得消息的客户端应用程序
Virtual Host：虚拟主机，表示一批交换器、消息队列和相关对象。虚拟主机是共享相同的身份认证和加密环境的独立服务器域。每个 vhost 本质上就是一个 mini 版的 RabbitMQ 服务器，拥有自己的队列、交换器、绑定和权限机制。vhost 是 AMQP 概念的基础，必须在连接时指定，RabbitMQ 默认的 vhost 是 /
Broker：表示消息队列服务器实体
Message：消息实体，它由消息头和消息体组成。消息头主要由路由键、交换器、队列、priority（相对于其他消息的优先权）、delivery-mode（指出该消息可能需要持久性存储）等属性组成，而消息体就是指具体的业务对象

相比传统的 JMS 模型，AMQP 主要多了 Exchange、Binding 这个新概念。

在 AMQP 模型中，消息的生产者不是直接将消息发送到Queue队列，而是将消息发送到Exchange交换器，其中还新加了一个中间层Binding绑定，作用就是通过路由键Key将交换器和队列建立绑定关系。

就好比类似用户表和角色表，中间通过用户角色表来将用户和角色建立关系，从而实现关系绑定，在 RabbitMQ 中，消息生产者不直接跟队列建立关系，而是将消息发送到交换器之后，由交换器通过已经建立好的绑定关系，将消息发送到对应的队列！

RabbitMQ 最终的架构模型，核心部分就变成如下图所示：

从图中很容易看出，与 JMS 模型最明显的差别就是消息的生产者不直接将消息发送给队列，而是由Binding绑定决定交换器的消息应该发送到哪个队列，进一步实现了在消息的推送方面，更加灵活！

2.2、交换器分发策略

当消息的生产者将消息发送到交换器之后，是不会存储消息的，而是通过中间层绑定关系将消息分发到不同的队列上，其中交换器的分发策略分为四种：Direct、Topic、Headers、Fanout！

Direct：直连类型，即在绑定时设定一个 routing_key, 消息的 routing_key 匹配时, 才会被交换器投送到绑定的队列中去，原则是先匹配、后投送；
Topic：按照规则转发类型，支持通配符匹配，和 Direct 功能一样，但是在匹配 routing_key的时候，更加灵活，支持通配符匹配，原则也是先匹配、后投送；
Headers：头部信息匹配转发类型，根据消息头部中的 header attribute 参数类型，将消息转发到对应的队列，原则也是先匹配、后投送；
Fanout：广播类型，将消息转发到所有与该交互机绑定的队列上，不关心 routing_key；

2.2.1、Direct

Direct 是 RabbitMQ 默认的交换机模式，也是最简单的模式，消息中的路由键（routing key）如果和 Binding 中的 binding key 一致，交换器就将消息发到对应的队列中。

如果传入的 routing key 为 black，不会转发到black.green。Direct 类型交换器是完全匹配、单播的模式。

2.2.2、Topic

Topic 类型交换器转发消息和 Direct 一样，不同的是：它支持通配符转发，相比 Direct 类型更加灵活！

两种通配符：*只能匹配一个单词，#可以匹配零个或多个。

如果传入的 routing key 为 black#，不仅会转发到black，也会转发到black.green。

2.2.3、Headers

headers 也是根据规则匹配, 相比 direct 和 topic 固定地使用 routing_key , headers 则是通过一个自定义匹配规则的消息头部类进行匹配。

在队列与交换器绑定时，会设定一组键值对规则，消息中也包括一组键值对( headers 属性)，当这些键值对有一对, 或全部匹配时，消息被投送到对应队列。

此外 headers 交换器和 direct 交换器完全一致，但性能差很多，目前几乎用不到了。

2.2.4、Fanout

Fanout 类型交换器与上面几个不同，不管路由键或者是路由模式，会把消息发给绑定给它的全部队列，如果配置了 routing_key 会被忽略，也被成为消息广播模式。很像子网广播，每台子网内的主机都获得了一份复制的消息

fanout 类型转发消息在四种类型中是最快的。

三、RabbitMQ 安装

RabbitMQ 基于 erlang 进行通信，相比其它的软件，安装有些麻烦，为了跟生产环境保持一直，操作系统选择CentOS7，不过本例采用rpm方式安装，任何新手都可以完成安装，过程如下！

3.1、安装前命令准备

输入如下命令，完成安装前的环境准备。

yum install lsof build-essential openssl openssl-devel unixODBC unixODBC-devel make gcc gcc-c++ kernel-devel m4 ncurses-devel tk tc xz wget vim

3.2、下载 RabbitMQ、erlang、socat 的安装包

本次下载的是RabbitMQ-3.6.5版本，采用rpm一键安装，适合新手直接上手。

先创建一个rabbitmq目录，本例的目录路径为/usr/app/rabbitmq，然后在目录下执行如下命令，下载安装包！

下载erlang

wget www.rabbitmq.com/releases/erlang/erlang-18.3-1.el7.centos.x86_64.rpm

下载socat

wget http://repo.iotti.biz/CentOS/7/x86_64/socat-1.7.3.2-5.el7.lux.x86_64.rpm

下载rabbitMQ

wget www.rabbitmq.com/releases/rabbitmq-server/v3.6.5/rabbitmq-server-3.6.5-1.noarch.rpm

最终目录文件如下：

3.3、安装软件包

下载完之后，按顺序依次安装软件包，这个很重要哦～

安装erlang

rpm -ivh erlang-18.3-1.el7.centos.x86_64.rpm

安装socat

rpm -ivh socat-1.7.3.2-5.el7.lux.x86_64.rpm

安装rabbitmq

rpm -ivh rabbitmq-server-3.6.5-1.noarch.rpm

安装完成之后，修改rabbitmq的配置，默认配置文件在/usr/lib/rabbitmq/lib/rabbitmq_server-3.6.5/ebin目录下。

vim /usr/lib/rabbitmq/lib/rabbitmq_server-3.6.5/ebin/rabbit.app

修改loopback_users节点的值！

最后只需通过如下命令，启动服务即可！

rabbitmq-server start &

运行脚本之后，如果报错，例如下图！

解决办法如下：

vim /etc/rabbitmq/rabbitmq-env.conf

在文件里添加一行，如下配置！

NODENAME=rabbit@localhost

然后，再保存！再次以下命令启动服务！

rabbitmq-server start &

通过如下命令，查询服务是否启动成功！

lsof -i:5672

如果出现5672已经被监听，说明已经启动成功！

3.4、启动可视化的管控台

输入如下命令，启动控制台！

rabbitmq-plugins enable rabbitmq_management

用浏览器打开http://ip:15672，这里的ip就是 CentOS 系统的 ip，结果如下：

账号、密码，默认为guest，如果出现无法访问，检测防火墙是否开启，如果开启将其关闭即可！

登录之后的监控平台，界面如下：

四、web界面使用

相比其他的消息队列，rabbitMQ 其中一个很明显的好处就是有 web 操作界面，而且简单易用。

进入 web 管理界面之后，可以很清晰的看到分了 6 个菜单目录，分别是：Overview、Connections、Channels、Exchanges、Queues、Admin。

Overview：总览概述，主要介绍 rabbitmq 一些基础汇总等信息

Connections：连接池管理，主要介绍客户端连接等信息

Channels：信道管理，主要介绍信道连接等信息

点击具体某个具体的信道，可以看到对应的消费队列等信息。

Exchanges：交换器管理，主要介绍交换器等信息

Queues：队列管理，主要介绍队列等信息

Admin：系统管理，主要介绍用户、虚拟主机、权限等信息

下面，我们重点介绍一些如何通过 web 页面来操作 rabbitMQ！

4.1、交换器管理

点击进入 Exchanges 菜单，最下面有一个Add a new exchange标签。

点击Add a new exchange，会展示如下信息！

Name：交换器名称
Type：交换器类型
Durability：是否持久化，Durable：持久化，Transient：不持久化
Auto delete：是否自动删除，当最后一个绑定（队列或者exchange）被unbind之后，该exchange 自动被删除
Internal：是否是内部专用exchange，是的话，就意味着我们不能往该exchange里面发消息
Arguments：参数，是AMQP协议留给AMQP实现做扩展使用的

我们先新建一个名称为hello-exchange，类型为direct的交换器，结果如下。

等会用于跟队列关联！

4.2、队列管理

点击进入 Queues 菜单，最下面也有一个Add a new queue标签。

点击标签，即可进入添加队列操作界面！

Name：队列名称
Durability：是否持久化，Durable：持久化，Transient：不持久化
Auto delete：是否自动删除，是的话，当队列内容为空时，会自动删除队列
Arguments：参数，是AMQP协议留给AMQP实现做扩展使用的

同样的，新建一个名称为hello-mq的消息队列，结果如下。

队列新建好了之后，继续来建立绑定关系！

4.3、绑定管理

建立绑定关系，既可以从队列进入也可以从交换器进入。

如果是从交换器进入，那么被关联的对象就是队列。

如果是从队列进入，那么被关联的对象就是交换器。

我们选择从队列入手，被绑定的交换器是hello-exchange，因为类型是direct，所以还需要填写routing key。

建立完成之后，在交换器那边也可以看到对应的绑定关系。

4.4、发送消息

最后，我们从交换器入手，选择对应的交换器，点击Publish message标签，填写对应的路由键 key，发送一下数据，查看数据是否发送到对应的队列中。

然后点击进入 Queues 菜单，查询消息队列基本情况。

然后选择hello-mq消息队列，点击Get messages标签，获取队列中的消息。

结果如下，可以很清晰的看到，消息写入到队列！

五、java客户端使用

RabbitMQ 支持多种语言访问，本次介绍 RabbitMQ Java Client 的一些简单的api使用，如声明 Exchange、Queue，发送消息，消费消息，一些高级 api 会在后面的文章中详细的说明。

5.1、引入 rabbitMQ 依赖包

<dependency>
    <groupId>com.rabbitmq</groupId>
    <artifactId>amqp-client</artifactId>
    <version>4.1.0</version>
</dependency>

5.2、连接服务器

使用给定的参数（host name，端口等等）连接AMQP的服务器。

ConnectionFactory factory = new ConnectionFactory();
factory.setUsername(userName);
factory.setPassword(password);
factory.setVirtualHost(virtualHost);
factory.setHost(hostName);
factory.setPort(portNumber);
Connection conn = factory.newConnection();
也可以使用通过 URI 方式进行连接。
ConnectionFactory factory = new ConnectionFactory();
factory.setUri("amqp://userName:password@hostName:portNumber/virtualHost");
Connection conn = factory.newConnection();
Connection（连接）接口可以被用作创建一个channel（管道），利用 channel（管道）可以进行发送和接收消息，在后面我们会频繁使用到它。
Channel channel = conn.createChannel();
注意，管道使用之后，需要进行关闭。
channel.close();
conn.close();

5.3、创建交换器

不仅可以通过 web页面进行创建交换器，还可以通过代码进行声明（创建的意思）交换器。

//创建exchange，类型是direct类型
channel.exchangeDeclare("ex-hello","direct");
 
//第三个参数表示是否持久化，同步操作，有返回值
AMQP.Exchange.DeclareOk ok = channel.exchangeDeclare("ex-hello","direct",true);
System.out.println(ok);
 
//创建带属性的交换器
Map<String,Object> argument = new HashMap<>();
argument.put("alternate-exchange","log");
channel.exchangeDeclare("ex-hello","direct",true,false,argument);
 
//异步创建exchange，没有返回值
channel.exchangeDeclareNoWait("ex-hello","direct",true,false,false,argument);
 
///判断exchange是否存在,存在的返回ok，不存在的exchange则报错
AMQP.Exchange.DeclareOk declareOk = channel.exchangeDeclarePassive("ex-hello");
System.out.println(declareOk);
 
 
//删除exchange(可重复执行），删除一个不存在的也不会报错
channel.exchangeDelete("ex-hello");

创建交换器参数解读：

第一个参数：表示交换器名称
第二个参数：表示交换器类型
第三个参数：表示是否持久化，为true表示会将队列持久化存储到硬盘
第四个参数：表示是否自动删除，当最后一个绑定（队列或者exchange）被unbind之后，该exchange 自动被删除
第五个参数：表示设置参数，参数类型为Map<String, Object>

5.4、创建队列

同样的，也可以通过代码进行声明队列。

//同步创建队列
channel.queueDeclare(queueName, true, false, false, null);
 
//异步创建队列没有返回值
channel.queueDeclareNoWait(queueName,true,false,false,null);
 
//判断queue是否存在，不存在会抛出异常
channel.exchangeDeclarePassive(queueName);
 
//删除队列
channel.queueDelete(queueName);

创建队列参数解读：

第一个参数：表示队列名称
第二个参数：表示是否持久化，为true表示会将队列持久化存储到硬盘
第三个参数：表示是否排它性，为true表示只对首次声明它的连接可见，会在其连接断开的时候自动删除
第四个参数：表示是否自动删除，为true表示有过消费者并且所有消费者都解除订阅了，自动删除队列
第五个参数：表示设置参数，参数类型为Map<String, Object>

5.5、创建绑定

当交换器和队列都创建成功之后，就可以建立绑定关系。

//交换器和队列进行绑定（可重复执行，不会重复创建）
channel.queueBind(queueName, exchangeName, routingKey);
 
//异步进行绑定，最后一个参数表示可以带自定义参数
channel.queueBindNoWait(queueName,exchangeName,routingKey,null);
 
//exchange和queue进行解绑（可重复执行）
channel.queueUnbind(queueName, exchangeName, routingKey);
 
//exchange与exchange进行绑定(可重复执行，不会重复创建）
//第一个参数表示目标交换器
//第二个参数表示原地址交换器
//第三个参数表绑定路由key
channel.exchangeBind(destination,source,routingKey);
 
//exchange和exchange进行解绑（可重复执行）
channel.exchangeUnbind(destination,source,routingKey);

绑定关系参数解读：

queueName：队列名称，取自创建的队列名称
exchangeName：交换器，取自创建的交换器名称
routingKey：路由键key，自定义

5.6、发送消息

发送消息到交换器就会使用我们上文所提到的channel管道。

//发送的消息内容
byte[] messageBodyBytes = "Hello, world!".getBytes();
channel.basicPublish(exchangeName, routingKey, null, messageBodyBytes);
也可以在发送消息前设定一些消息属性。
//自己构建BasicProperties的对象
channel.basicPublish(exchangeName, routingKey,
             new AMQP.BasicProperties.Builder()
               .contentType("text/plain")
               .deliveryMode(2)
               .priority(1)
               .userId("zhangsan")
               .build()),
               messageBodyBytes);
发送指定头信息的消息。
Map<String, Object> headers = new HashMap<String, Object>();
headers.put("userName",  '"zhangsan');
headers.put("userCode", "123");
 
//发送消息到交换器
channel.basicPublish(exchangeName, routingKey,
             new AMQP.BasicProperties.Builder()
               .headers(headers)
               .build()),
               messageBodyBytes);
发送一个有过期时间的消息，单位：ms。
//设置消息过期时间，单位ms
channel.basicPublish(exchangeName, routingKey,
             new AMQP.BasicProperties.Builder()
               .expiration("6000")
               .build()),
               messageBodyBytes);

更多用法，可以参见官方 API

5.7、接受消息

从消息队列中接受消息也会使用我们上文所提到的channel管道。

//监听队列中的消息

channel.basicConsume(queueName,true,new SimpleConsumer(channel));

监听队列消息参数解读：

第一个参数：表示需要监听的队列名称
第二个参数：表示是否自动确认，如果配置false表示手动确认消息是否收到
第三个参数：表示消息处理类

具体的消息处理类需要继承DefaultConsumer，并重写handleDelivery方法，代码如下：

public class SimpleConsumer extends DefaultConsumer{
 
    public SimpleConsumer(Channel channel){
        super(channel);
    }
 
    @Override
    public void handleDelivery(String consumerTag, Envelope envelope, AMQP.BasicProperties properties, byte[] body) throws IOException {
  //接受从队列中发送的消息
        System.out.println(consumerTag);
        System.out.println("-----收到消息了---------------");
        System.out.println("消息属性为："+properties);
        System.out.println("消息内容为："+new String(body));
    }
}

如果是手工确认消息，需要在handleDelivery方法中进行相关的确认，代码如下：

//手动确认
long deliveryTag = envelope.getDeliveryTag();
channel.basicAck(deliveryTag, false);
5.8、完整demo
5.8.1、发送消息
public class Producer {
 
    public static void main(String[] args) throws IOException, TimeoutException, NoSuchAlgorithmException, KeyManagementException, URISyntaxException {
        //连接RabbitMQ服务器
        ConnectionFactory factory = new ConnectionFactory();
        factory.setUsername("guest");
        factory.setPassword("guest");
        factory.setVirtualHost("/");
        factory.setHost("197.168.24.206");
        factory.setPort(5672);
        //创建一个连接
        Connection conn = factory.newConnection();
        //获得信道
        Channel channel = conn.createChannel();
        //声明交换器
        channel.exchangeDeclare("ex-hello","direct");
        //发送的消息内容
        byte[] messageBodyBytes = "Hello, world!".getBytes();
        channel.basicPublish("ex-hello", "route-hello", null, messageBodyBytes);
        //关闭通道
        channel.close();
        conn.close();
    }
}

5.8.2、接受消息

public class Consumer {
 
    public static void main(String[] args) throws IOException, TimeoutException, InterruptedException {
        //连接RabbitMQ服务器
        ConnectionFactory factory = new ConnectionFactory();
        factory.setUsername("guest");
        factory.setPassword("guest");
        factory.setVirtualHost("/");
        factory.setHost("197.168.24.206");
        factory.setPort(5672);
        //创建一个连接
        Connection conn = factory.newConnection();
        //获得信道
        Channel channel = conn.createChannel();
        //声明队列
        channel.queueDeclare("queue-hello", true, false, false, null);
        //声明绑定
        channel.queueBind("queue-hello", "ex-hello", "route-hello");
 
        //监听队列中的消息
        channel.basicConsume("queue-hello",true,new SimpleConsumer(channel));
 
        TimeUnit.SECONDS.sleep(10);
 
        channel.close();
        conn.close();
    }
}

消息处理类SimpleConsumer

public class SimpleConsumer extends DefaultConsumer {
 
    public SimpleConsumer(Channel channel) {
        super(channel);
    }
 
    @Override
    public void handleDelivery(String consumerTag, Envelope envelope, AMQP.BasicProperties properties, byte[] body) throws IOException {
        //接受从队列中发送的消息
        System.out.println(consumerTag);
        System.out.println("-----收到消息了---------------");
        System.out.println("消息属性为："+properties);
        System.out.println("消息内容为："+new String(body));
    }
}

消息发送成功之后，启动消费者，输出结果如下：

六、总结

整篇文章主要介绍了 RabbitMQ 内部结构、安装步骤、使用教程，以及 java 客户端使用等内容，内容比较长，限于笔者的才疏学浅，对本文内容可能还有理解不到位的地方，如有阐述不合理之处还望留言一起探讨。

七、参考

1、简书 - 预流 - 消息队列之 RabbitMQ

2、掘金 - 高广超 - RabbitMQ指南

3、简书 - RabbitMQ笔记三：四种类型Exchange

4、Java Client API Guide

5、简书 - RabbitMQ java client的使用

posted @ 2020-09-17 17:39 给给给2 阅读(7654) 评论(0) 编辑收藏举报

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