【RabbitMQ】RabbitMQ与AMQP协议简介（五）

一、AMQP与rabbitmq的关系

AMQP（高级消息队列协议）是一个网络协议。它支持符合要求的客户端应用（application）和消息中间件代理（messaging middleware broker）之间进行通信。

而RabbitMQ是一个由erlang开发的AMQP(Advanved Message Queue)的开源实现。

二、AMQP messaging 中的基本概念

Connection

对应底层一个AMQP-Client到RabbitMQ-Broker的一个TCP连接。
这边要考虑两个端点问题，在TCP连接建立完成后，如下图所示，连接的目标Broker就已经确定是集群中的一台了，由于是长连接，除非断连重建，否则对端节点不可变。
所以从这里可以看出RabbitMQ相比Pulsar、RocketMQ不一样的地方在于，其是一种服务端寻址模型，以Client的视角来看，想要连接任意Exchange、Queue，只要连上任意一台Broker就行。

Channel

信道，可以理解为一种逻辑连接，体现了多路复用的设计思路。
支持串行执行，包括收和发的指令，可以理解为一种半双工模式的“虚拟网络通道”。
所有Exchange、Queue、Binding的操作都是在Channel之上进行的。

Vhost

等价于一种租户隔离概念，不同Vhost下可以创建同名Exchange、Queue，这样可以进行业务隔离。
RabbitMQ的权限隔离和权限控制的机制是在Vhost级别的。
Rabbit官方原生的全局Policy控制在Vhost级别。

Exchange

一个虚拟实体，声明不同消息的路由策略，自身不存储消息。
一个路由器，基于消息头部的RoutingKey和Header将消息路由到符合条件的具体的Queue。
支持单播和广播。

Queue

消息存储实体，是消息底层存储的容器，类似Pulsar的Topic。
单订阅模式，其下的Consumer分别消费到一部分消息。
和存储关联，因此有容量上限、ttl等存储层的特性。
支持多消费和独占消费，取决于你订阅时设置的参数。由于它是存储消息系统的消息，所以内部基于一个消费位点控制持久化消费进度，记录最后被消费并Ack的位置。
面向Consumer。

Binding

衔接Exchange和Queue的桥梁，本质是一个规则的声明。
一个Exchange下可以有多个Binding。
一个Queue也可以被多个Binding关联。
一个Exchange到一个Queue也可以声明多个Binding。

Broker

可以看做RabbitMQ的服务节点。一般请下一个Broker可以看做一个RabbitMQ服务器

三、AMQP协议本身包括三层：

Module Layer：位于协议的最高层，主要定义了一些供客户端调用的命令，客户端可以利用这些命令实现自己的业务逻辑。例如：客户端可以使用Queue.Declare命令声明一个队列或者使用Basic.Consum订阅消费一个队列中的消息。
Session Layer：位于中间层，主要负责将客户端的命令发送给服务器，再将服务器的应答返回给客户端，主要为客户端与服务器之间的通信提供可靠性同步机制和错误处理。
Transport Layer：位于最底层，主要传输二进制数据流，提供帧的处理、信道复用、错误检测和数据表示等。

AMQP说到底还是一个通信协议，通信协议都会涉及报文交互，从low-level层面举例来说，AMQP本身是应用层的协议，其填充于TCP协议层的数据部分，而从high-level层面来说，AMQP是通过协议命令交互的。AMQP协议可以看作是一系列结构化命令的集合，这里的命令代表一种操作，类似于Http中的方法（GET、POST、PUT、DELETE等）

AMQP生产者流转过程

当客户端与Broker（RabbitMQ服务器）建立连接的时候，会调用factory.newConnection方法，这个方法会进一步封装成Protocol Header的报文头发送给Broker，以此来通知Broker本次交互采用的是AMQP协议，紧接着Broker返回Connection.Start来建立连接，在连接的过程中涉及Connection.Start/.Start-OK、Connection.Tune/.Tune-OK、Connection.Open/.Open-ok这6个命令的交互。

　　当客户端调用connection.createChannel方法准备开启信道的时候，其包装Channel.Open命令发送给Broker，等待Channel.Open-Ok命令。

　　当客户端发送消息的时候，需要调用channel.basicPublish方法，对应的AMQP命令为Basic.Publish，注意这个命令和前面涉及的命令略有不同，这个命令还包括了Content Header和Content Body。Content Header里面包含的是消息体的属性，例如：投递模式、优先级等，而Content Body包含消息体的本身。

　　当客户端发送完消息需要关闭资源时，涉及Channel.Close/.Close-Ok与Connection.Close/.Close-Ok的命令交互。详细的流转过程如下图

AMQP消费者流转过程

消费者客户端同样需要与Broker建立连接，与生产者客户端一样，协议交互同样涉及Connection.Start/.Start-Ok、Connection.Tune/.Tune-Ok和Connection.Open/.Open-Ok等。

　　紧接着就是在Connection之上建立channel，和之前的生产者一样协议涉及Channel.Open/Open-Ok。

　　如果在消费之前调用了Channel.basicQos(int prefetchCount)的方法来设置消费者客户端最大能“保持”的未确认的消息数（即预取个数），那么协议流转就会涉及Basix.Qos/.Qos-Ok这两个AMQP命令。

　　在真正的消费之前，消费者客户端需要向Broker发送Basic.Consume命令（即调用channel.basicConsume方法）将Channel设置为接收模式，之后Broker回执Basic.Consume-Ok以告诉消费者客户端准备好消费消息。紧接着Broker向消费者客户端推送消息（Push），即Basic.Deliver命令，有意思的是这个和Basic.Publish命令一样会携带Content Header 和Content Body。

　　消费者接收到消息并正确消费后，向Broker发送确认，即Basic.Ack命令。

　　在消费者停止消费的时候，主动关闭连接，这点和生产者是一样的，涉及到Channel.Close/Channel-Ok和Connection.Close/.Close-Ok。