四、RabbitMQ精讲：灵活的路由与AMQP协议模型

一、RabbitMQ 简介

RabbitMQ 是基于 AMQP（Advanced Message Queuing Protocol，高级消息队列协议） 实现的消息中间件，最早由金融领域推动。它的核心特点是：

• 协议标准化：严格遵循 AMQP 协议，跨语言、跨平台。
• 灵活的消息路由：通过 Exchange（交换机）+ RoutingKey 实现复杂消息分发。
• 多租户支持：通过 vhost（虚拟主机）实现隔离。
• 高可靠性：持久化、ACK、镜像队列、集群机制。

典型应用场景

• 订单业务消息分发（不同类型订单分发到不同系统）。
• 日志/监控系统（日志广播到多个消费者）。
• 延迟任务（超时未支付订单取消）。
• 金融、支付系统（要求高可靠性的场景）。

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二、RabbitMQ 核心架构与 AMQP 模型

RabbitMQ 遵循 AMQP 协议，定义了五个核心概念：

1. Connection / Channel

   • Connection 是 TCP 连接，Channel 是虚拟通道，应用通过 Channel 与 Broker 交互。

2. Exchange（交换机）

   • 负责消息路由，支持 Direct、Fanout、Topic、Headers 四种模式。

3. Queue（队列）

   • 存储消息，消费者从队列中获取。

4. Binding（绑定）

   • 定义 Exchange 和 Queue 之间的路由规则。

5. Message（消息）

   • 包含消息体和属性（如 headers、priority、expiration）。

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AMQP 模型结构图（Mermaid）

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三、SpringBoot 集成 RabbitMQ

1. 依赖引入

<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-amqp</artifactId>
</dependency>

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2. 配置文件

spring:
  rabbitmq:
    host: localhost
    port: 5672
    username: guest
    password: guest
    virtual-host: /

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3. 配置类（Direct 模式示例）

@Configuration
public class RabbitConfig {

    public static final String QUEUE_NAME = "direct.queue";
    public static final String EXCHANGE_NAME = "direct.exchange";

    @Bean
    public Queue queue() {
        return new Queue(QUEUE_NAME, true);
    }

    @Bean
    public DirectExchange directExchange() {
        return new DirectExchange(EXCHANGE_NAME, true, false);
    }

    @Bean
    public Binding binding(Queue queue, DirectExchange exchange) {
        return BindingBuilder.bind(queue).to(exchange).with("routing.key");
    }
}

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4. 生产者

@RestController
@RequestMapping("/rabbit")
public class RabbitProducer {

    @Autowired
    private RabbitTemplate rabbitTemplate;

    @GetMapping("/send")
    public String send(@RequestParam String msg) {
        rabbitTemplate.convertAndSend(
            RabbitConfig.EXCHANGE_NAME,
            "routing.key",
            msg
        );
        return "已发送: " + msg;
    }
}

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5. 消费者

@Component
public class RabbitConsumer {

    @RabbitListener(queues = RabbitConfig.QUEUE_NAME)
    public void receive(String message) {
        System.out.println("收到消息: " + message);
    }
}

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四、RabbitMQ 的核心特性

1. Exchange 类型

• Direct（直连）：精确匹配 routingKey。
• Fanout（广播）：将消息路由到所有绑定的队列。
• Topic（主题）：支持通配符（* 匹配一个单词，# 匹配多个）。
• Headers：根据消息头属性路由。

Exchange 对比图（Mermaid）

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2. ACK 确认机制

• 自动 ACK：一旦消息投递给消费者即认为成功。
• 手动 ACK：消费完成后调用 basicAck，防止消息丢失。
• NACK：处理失败，可重新入队或丢弃。

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3. 死信队列（DLX）

• 消息过期、队列满、被拒绝时进入 DLX。
• 常用于延迟任务、失败重试。

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4. 消息持久化

• Exchange、Queue、Message 都需设置持久化属性。
• 保证宕机后数据不丢。

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五、源码浅析

RabbitMQ 基于 Erlang/OTP 平台，具备天然的高并发和分布式能力。核心源码逻辑：

1. 消息投递

   • Basic.Publish → Exchange → Binding → Queue → Consumer。

2. 路由实现

   • Direct：哈希表存储 routingKey → Queue 映射。
   • Topic：基于 trie 前缀树匹配。
   • Fanout：遍历所有绑定的队列。

3. 持久化机制

   • 采用顺序写入 + 内存页缓存，保证性能和可靠性平衡。

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六、总结

• RabbitMQ 遵循 AMQP 协议，相比 Kafka、RocketMQ，更注重 灵活路由与可靠投递。

• 适合业务场景：

  • 需要灵活的消息路由（Direct/Fanout/Topic/Headers）。
  • 对消息可靠性要求高（金融、支付、订单系统）。

• SpringBoot 提供了简洁的集成方式（RabbitTemplate + @RabbitListener）。

• 实际应用中，可以通过 死信队列、延迟队列、手动 ACK 来增强可靠性。