RabbitMQ基础

RabbitMQ基础

一、RabbitMQ是什么

RabbitMQ是目前非常热门的消息中间件（消息中间件利用高效可靠的消息传递机制进行平台无关的数据交流，并基于数据通信来进行分布式系统的集成）。

为什么要使用消息中间件

消息中间件即消息队列。

以熟悉的电商场景为例，如果商品服务和订单服务是两个不同的微服务，在下单的过程中订单服务需要调用商品服务进行扣库存操作。按照传统的方式，下单过程要等到调用完毕之后才能返回下单成功，如果网络产生波动等原因使得商品服务扣库存延迟或者失败，会带来较差的用户体验，如果在高并发的场景下，这样的处理显然是不合适的，那怎么进行优化呢？这就需要消息队列登场了。

消息队列提供一个异步通信机制，消息的发送者不必一直等待到消息被成功处理才返回，而是立即返回。消息中间件负责处理网络通信，如果网络连接不可用时，将消息暂存于队列中，然后再在网络畅通时将消息转发给相应的应用程序或者服务，当然前提是这些程序或者服务订阅了该队列。如果在上面的场景中，在商品服务和订单服务之间使用消息中间件，既可以提升并发量，又降低了服务之间的耦合度

RabbitMQ简介

RabbitMQ（Rabbit Message Queue）是使用Erlang语言来编写的，并且RabbitMQ是基于AMQP协议的。Erlang语言在数据交互方面性能优秀，有着和原生Socket一样的延迟，这也是RabbitMQ高性能的原因所在。可谓“人如其名”，RabbitMQ像兔子一样迅速。

RabbitMQ特点

• 开源、性能优秀，稳定性保障

• 提供可靠性消息投递模式，返回模式

• 与Spring AMQP完美整合，API丰富

• 集群模式丰富，表达式配置，HA模式，镜像队列模型

• 保证数据不丢失的前提下做到高可靠性，可用性

RabbitMQ的应用场景

• 异步处理。把消息放入消息中间件中，等到需要的时候再去处理

• 流量削峰。比如秒杀活动，短时间内，访问量剧增，使用消息队列机制，可以在队列已满时，拒绝响应，跳转至错误页面，这样就可以使得系统不会因为超负载而崩溃

• 日志处理

• 应用解耦。假设某个服务A需要给许多个服务B、C、D发送消息，当某个服务B不需要发送消息时，服务A需要更改业务代码，当添加新的服务需要发送消息时，服务A也需要更改代码，重新部署；另外服务A需要考虑其他服务挂掉，没有收到消息时处理，需不需要再次发送。如果采用MQ消息队列的形式，发布订阅模式，服务A只需要生产服务到MQ，然后服务B、C、D在MQ中读取来自A的消息时，需要进行订阅，如果不需要了就可以取消订阅即可，跟服务A没有关系，使用这种方式可以降低服务或者系统之间的耦合

二、RabbitMQ和AMQP协议

RabbitMQ是基于AMQP协议的，AMQP （Advanced Message Queue Protocol）高级消息队列标准协议，是应用层协议，为面向消息的中间件设计

1、AMQP协议的核心概念

• Server：接收客户端的连接，实现AMQP的实体服务

• Connection：连接，应用程序与Server的网络连接，TCP连接

• Channel：信道，消息读写等操作在信道中进行，客户端可以建立多个信道，每个信道代表一个会话任务

• Message：消息，应用程序和服务器之间传输的数据，消息可以很简单，也可以很复杂，由Properties和Body组成，Properties为外包装，可以对消息进行修饰，比如消息的优先级、延迟等高级特性；Body就是消息体内容。

• Virtual Host：虚拟主机，用于逻辑隔离。一个虚拟主机里面可以有若干个Exchange和Queue，同一个虚拟主机中不能有相同名称的Exchange和Queue

• Exchange。交换器，接收消息，按照路由规则将消息路由至一个或者多个队列中。如果路由不到，或者返回生产者，或者丢弃消息。RabbitMQ中的Exchange类型主要有四种，dirct、topic、fanout、headers。

• Binding。绑定，交换器和消息队列之间的虚拟连接，绑定中可以包含一个或者多个RoutingKey。

• RoutingKey。路由键，生产者将消息发送给交换器的时候，会发送一个RoutingKey，用来指定路由规则，这样交换器就知道把消息发送至哪个队列。路由键通常为一个“.”分割的字符串

• Queue。消息队列，用来保存消息，供消费者消费（那么消费者是从如何消费的呢）

我们完全可以直接使用 Connection 就能完成信道的工作，为什么还要引入信道呢?

试想这样一个场景， 一个应用程序中有很多个线程需要从 RabbitMQ 中消费消息，或者生产消息，那么必然需要建立很多个 Connection，也就是许多个 TCP 连接。然而对于操作系统而言，建立和销毁 TCP 连接是非常昂贵的开销，如果遇到使用高峰，性能瓶颈也随之显现。 RabbitMQ 采用 TCP 连接复用的方式，不仅可以减少性能开销，同时也便于管理 。

AMQP的协议模型：

具体运行机制：

生产者是投递消息的一方，首先连接到Server，建立一个连接，开启一个信道；然后生产者声明交换器和队列，设置相关属性，并通过路由键绑定交换器和队列。同理，消费者也需要进行建立连接，开启信道等操作，便于接收消息。

接着生产者就可以发送消息，发送到服务端中的虚拟主机，虚拟主机中的交换器根据路由键选择路由规则，然后发送到不同的消息队列，这样订阅了消息队列的消费者就可以获得消息，进行消费。

最后还要关闭信道和连接。

RabbitMQ是基于AMQP协议实现的，结构如下：

三、RabbitMQ的常用交换器（四种）

1、Direct Exchange

此类型交换器将所有发送到该交换器的消息被转发到RoutingKey指定的队列，也就是路由到BindingKey和RoutingKey完全匹配的队列，直接将消息发送到一个或者多个队列中。

2、Topic Exchange

此类型的交换器类似于Redis的订阅的模式功能，发送至该类型交换器中的消息被转发到所有RoutingKey中指定的Topic的队列上面。

Exchange将RoutingKey和某Topic进行模糊匹配，其中“”用来匹配一个词，“#”用于匹配一个或者多个词。例如“com.#”能匹配到“com.rabbitmq.oa”和“com.rabbitmq”；而"com."只能匹配到“com.rabbitmq”。

3、Fanout Exchange

该类型不处理路由键，会把所有发送到交换器的消息路由到所有绑定的队列中，优点是转发消息最快，性能最好

4、Headers Exchange

此类型的交换器不依赖路由规则来路由消息，而是根据消息内容中的headers属性进行匹配。headers类型交换器性能查，在实际中并不常用。