Rabbitmq基本原理

MQ全稱爲Message Queue, 是一種分佈式應用程序的的通訊方法，它是消費-生產者模型的一個典型的表明，producer往消息隊列中不斷寫入消息，而另外一端consumer則能夠讀取或者訂閱隊列中的消息。RabbitMQ是MQ產品的典型表明，是一款基於AMQP協議可複用的企業消息系統。業務上，能夠實現服務提供者和消費者之間的數據解耦，提供高可用性的消息傳輸機制，在實際生產中應用至關普遍。本文意在介紹Rabbitmq的基本原理，包括rabbitmq基本框架，概念，通訊過程等。

系統架構

Rabbitmq系統最核心的組件是Exchange和Queue，下圖是系統簡單的示意圖。Exchange和Queue是在rabbitmq server（又叫作broker）端，producer和consumer在應用端。

producer&Consumer

producer指的是消息生產者，consumer消息的消費者。

Queue

消息隊列，提供了FIFO的處理機制，具備緩存消息的能力。rabbitmq中，隊列消息能夠設置爲持久化，臨時或者自動刪除。

1. 設置爲持久化的隊列，queue中的消息會在server本地硬盤存儲一份，防止系統crash，數據丟失
2. 設置爲臨時隊列，queue中的數據在系統重啓以後就會丟失
3. 設置爲自動刪除的隊列，當不存在用戶鏈接到server，隊列中的數據會被自動刪除

Exchange

Exchange相似於數據通訊網絡中的交換機，提供消息路由策略。rabbitmq中，producer不是經過信道直接將消息發送給queue，而是先發送給Exchange。一個Exchange能夠和多個Queue進行綁定，producer在傳遞消息的時候，會傳遞一個ROUTING_KEY，Exchange會根據這個ROUTING_KEY按照特定的路由算法，將消息路由給指定的queue。和Queue同樣，Exchange也可設置爲持久化，臨時或者自動刪除。

Exchange有4種類型：direct(默認)，fanout, topic, 和headers，不一樣類型的Exchange轉發消息的策略有所區別：

1. Direct
   直接交換器，工做方式相似於單播，Exchange會將消息發送徹底匹配ROUTING_KEY的Queue

2. fanout
   廣播是式交換器，無論消息的ROUTING_KEY設置爲何，Exchange都會將消息轉發給全部綁定的Queue。

3. topic
   主題交換器，工做方式相似於組播，Exchange會將消息轉發和ROUTING_KEY匹配模式相同的全部隊列，好比，ROUTING_KEY爲user.stock的Message會轉發給綁定匹配模式爲 * .stock,user.stock， * . * 和#.user.stock.#的隊列。（ * 表是匹配一個任意詞組，#表示匹配0個或多個詞組）

4. headers
   消息體的header匹配（ignore）

Binding

所謂綁定就是將一個特定的 Exchange 和一個特定的 Queue 綁定起來。Exchange 和Queue的綁定能夠是多對多的關係。

virtual host

在rabbitmq server上能夠建立多個虛擬的message broker，又叫作virtual hosts (vhosts)。每個vhost本質上是一個mini-rabbitmq server，分別管理各自的exchange，和bindings。vhost至關於物理的server，能夠爲不一樣app提供邊界隔離，使得應用安全的運行在不一樣的vhost實例上，相互之間不會干擾。producer和consumer鏈接rabbit server須要指定一個vhost。

通訊過程

假設P1和C1註冊了相同的Broker，Exchange和Queue。P1發送的消息最終會被C1消費。基本的通訊流程大概以下所示：

1. P1生產消息，發送給服務器端的Exchange
2. Exchange收到消息，根據ROUTINKEY，將消息轉發給匹配的Queue1
3. Queue1收到消息，將消息發送給訂閱者C1
4. C1收到消息，發送ACK給隊列確認收到消息
5. Queue1收到ACK，刪除隊列中緩存的此條消息

Consumer收到消息時須要顯式的向rabbit broker發送basic.ack消息或者consumer訂閱消息時設置auto_ack參數爲true。在通訊過程當中，隊列對ACK的處理有如下幾種狀況：

1. 若是consumer接收了消息，發送ack,rabbitmq會刪除隊列中這個消息，發送另外一條消息給consumer。
2. 若是cosumer接受了消息, 但在發送ack以前斷開鏈接，rabbitmq會認爲這條消息沒有被deliver,在consumer在次鏈接的時候，這條消息會被redeliver。
3. 若是consumer接受了消息，可是程序中有bug,忘記了ack,rabbitmq不會重複發送消息。
4. rabbitmq2.0.0和以後的版本支持consumer reject某條（類）消息，能夠經過設置requeue參數中的reject爲true達到目地，那麼rabbitmq將會把消息發送給下一個註冊的consumer。