RabbitMQ原理

• vhosts(broker)
• connection 与 channel(连接与信道)
• exchange 与  routingkey(交换机与路由键)
• queue（队列）
• Binding(绑定)
• client(Producer&Consumer)

 

AMQP(高级消息队列协议 Advanced Message Queue Protocol)

Rabbitmq系统最核心的组件是Exchange和Queue，下图是系统简单的示意图。Exchange和Queue是在rabbitmq server（又叫做broker）端，producer和consumer在应用端。

 

使用思路

边的Client向右边的Client发送消息，流程：

1，  获取Conection

2，  获取Channel

3，  定义Exchange，Queue

4，  使用一个RoutingKey将Queue Binding到一个Exchange上

5，  通过指定一个Exchange和一个RoutingKey来将消息发送到对应的Queue上，

6，  接收方在接收时也是获取connection，接着获取channel，然后指定一个Queue直接到它关心的Queue上取消息，它对Exchange，RoutingKey及如何binding都不关心，到对应的Queue上去取消息就OK了

一个Client发送消息，哪些Client可以收到消息，其核心就在于Exchange，RoutingKey，Queue的关系上。

	Exchange	RoutingKey	Queue
1	E1	R1	Q1
2		R2	Q2
3	E2	R3	Q1
4		R4	Q2
5	E1	R5	Q1
6	E2	R6	Q1

 

RoutingKey就像是个中间表，将两个表的数据进行多对多关联，只不过对于相同的Exchange和Queue，可以使用不同的RoutingKey重复关联多次。

由结果可以看出，由Exchange，Queue，RoutingKey三个才能决定一个从Exchange到Queue的唯一的线路。

 

通信过程

假设P1和C1注册了相同的Broker，Exchange和Queue。P1发送的消息最终会被C1消费。基本的通信流程大概如下所示：

1. P1生产消息，发送给服务器端的Exchange
2. Exchange收到消息，根据ROUTINKEY，将消息转发给匹配的Queue1
3. Queue1收到消息，将消息发送给订阅者C1
4. C1收到消息，发送ACK给队列确认收到消息
5. Queue1收到ACK，删除队列中缓存的此条消息

Consumer收到消息时需要显式的向rabbit broker发送basic.ack消息或者consumer订阅消息时设置auto_ack参数为true。在通信过程中，队列对ACK的处理有以下几种情况：

1. 如果consumer接收了消息，发送ack,rabbitmq会删除队列中这个消息，发送另一条消息给consumer。
2. 如果cosumer接受了消息, 但在发送ack之前断开连接，rabbitmq会认为这条消息没有被deliver,在consumer在次连接的时候，这条消息会被redeliver。
3. 如果consumer接受了消息，但是程序中有bug,忘记了ack,rabbitmq不会重复发送消息。
4. rabbitmq2.0.0和之后的版本支持consumer reject某条（类）消息，可以通过设置requeue参数中的reject为true达到目地，那么rabbitmq将会把消息发送给下一个注册的consumer。

 

vhosts(broker)

一个RabbitMQ的实体上可以有多个vhosts，用户与权限设置就是依附于vhosts。

在rabbitmq server上可以创建多个虚拟的message broker，又叫做virtual hosts (vhosts)。每一个vhost本质上是一个mini-rabbitmq server，分别管理各自的exchange，和bindings。vhost相当于物理的server，可以为不同app提供边界隔离，使得应用安全的运行在不同的vhost实例上，相互之间不会干扰。producer和consumer连接rabbit server需要指定一个vhost。

 

connection 与 channel(连接与信道)

connection是指物理的连接，一个client与一个server之间有一个连接；一个连接上可以建立多个channel，可以理解为逻辑上的连接。一般应用的情况下，有一个channel就够用了，不需要创建更多的channel。

 

exchange 与  routingkey(交换机与路由键)

Exchange类似于数据通信网络中的交换机，提供消息路由策略。rabbitmq中，producer不是通过信道直接将消息发送给queue，而是先发送给Exchange。一个Exchange可以和多个Queue进行绑定，producer在传递消息的时候，会传递一个ROUTING_KEY，Exchange会根据这个ROUTING_KEY按照特定的路由算法，将消息路由给指定的queue。和Queue一样，Exchange也可设置为持久化，临时或者自动删除。

Exchange有4种类型：direct(默认)，fanout, topic, 和headers，不同类型的Exchange转发消息的策略有所区别：

1. Direct 直接交换器，工作方式类似于单播，Exchange会将消息发送完全匹配ROUTING_KEY的Queue

2. fanout 广播是式交换器，不管消息的ROUTING_KEY设置为什么，Exchange都会将消息转发给所有绑定的Queue。

3. topic 主题交换器，工作方式类似于组播，Exchange会将消息转发和ROUTING_KEY匹配模式相同的所有队列，比如，ROUTING_KEY为user.stock的Message会转发给绑定匹配模式为 * .stock,user.stock， * . * 和#.user.stock.#的队列。（ * 表是匹配一个任意词组，#表示匹配0个或多个词组）

4. headers 消息体的header匹配（ignore）

 

queue（队列）

消息队列，提供了FIFO的处理机制，具有缓存消息的能力。rabbitmq中，队列消息可以设置为持久化，临时或者自动删除。

1. 设置为持久化的队列，queue中的消息会在server本地硬盘存储一份，防止系统crash，数据丢失
2. 设置为临时队列，queue中的数据在系统重启之后就会丢失
3. 设置为自动删除的队列，当不存在用户连接到server，队列中的数据会被自动删除

Binding(绑定)

所谓绑定就是将一个特定的Exchange和一个特定的 Queue 绑定起来。Exchange和Queue的绑定可以是多对多的关系。

 

client(Producer&Consumer)

producer指的是消息生产者，consumer消息的消费者。