學習RabbitMQ概念及心得

使用場景

消息服務擅長於解決多系統、異構系統間的數據交換（消息通知/通信）問題，你也能夠把它用於系統間服務的相互調用（RPC）。RabbitMQ就是當前最主流的消息中間件之一。

RabbitMQ簡介

AMQP，即Advanced Message Queuing Protocol，高級消息隊列協議，是應用層協議的一個開放標準，爲面向消息的中間件設計。消息中間件主要用於組件之間的解耦，消息的發送者無需知道消息使用者的存在，反之亦然。
AMQP的主要特徵是面向消息、隊列、路由（包括點對點和發佈/訂閱，廣播）、可靠性、安全。

1.安裝RabbitMQ

官網地址： http://www.rabbitmq.com/install-standalone-mac.html

快速安裝：brew install rabbitmq

安裝Service 服務：brew services start rabbitmq (啓動mq服務) ---------- brew services [-v|--verbose] [list | run | start | stop | restart | cleanup] [...]

裝好RMQ，啓動服務後（brew services start rabbitmq），就能夠經過 http://localhost:15672 來訪問了（用戶名/密碼是：guest/guest，這個雖然叫guest可是確實超級管理員權限）。

2.基礎概念

• Consumer：消費者，直接從Queue裏面取消息的，不用通過Exchange。
• Producer：生產者，發送消息，是不能直接往Queue裏面發的，必須通過Exchange。
• Exchange：交換器
• RoutingKey：路由規則
• Exchange和Queue（能夠一對多）彼此是經過RoutingKey這條「紐帶」來綁定的！Exchange、RoutingKey、Queue這三者關係緊密。發消息的時候，須要指定的是Exchange和RoutingKey。

這裏是Producer ==> Exchange 根據RoutingKey ==> Queue :

Exchange有4種類型：Direct、Fanout、Topic、Headers，來幾張圖，感性認識一下。

ConnectionFactory、Connection、Channel

ConnectionFactory、Connection、Channel都是RabbitMQ對外提供的API中最基本的對象。Connection是RabbitMQ的socket連接，它封裝了socket協議相關部分邏輯。ConnectionFactory爲Connection的製造工廠。Channel是咱們與RabbitMQ打交道的最重要的一個接口，咱們大部分的業務操做是在Channel這個接口中完成的，包括定義Queue、定義Exchange、綁定Queue與Exchange、發佈消息等。

Queue

Queue（隊列）是RabbitMQ的內部對象，用於存儲消息，用下圖表示。

RabbitMQ中的消息都只能存儲在Queue中，生產者（下圖中的P）生產消息並最終投遞到Queue中，消費者（下圖中的C）能夠從Queue中獲取消息並消費。

多個消費者能夠訂閱同一個Queue，這時Queue中的消息會被平均分攤給多個消費者進行處理，而不是每一個消費者都收到全部的消息並處理。

Message acknowledgment (消息回執)

在實際應用中，可能會發生消費者收到Queue中的消息，但沒有處理完成就宕機（或出現其餘意外）的狀況，這種狀況下就可能會致使消息丟失。爲了不這種狀況發生，咱們能夠要求消費者在消費完消息後發送一個回執給RabbitMQ，RabbitMQ收到消息回執（Message acknowledgment）後纔將該消息從Queue中移除；若是RabbitMQ沒有收到回執並檢測到消費者的RabbitMQ鏈接斷開，則RabbitMQ會將該消息發送給其餘消費者（若是存在多個消費者）進行處理。這裏不存在timeout概念，一個消費者處理消息時間再長也不會致使該消息被髮送給其餘消費者，除非它的RabbitMQ鏈接斷開。
這裏會產生另一個問題，若是咱們的開發人員在處理完業務邏輯後，忘記發送回執給RabbitMQ，這將會致使嚴重的bug——Queue中堆積的消息會愈來愈多；消費者重啓後會重複消費這些消息並重復執行業務邏輯…

Message durability （消息持久化）

若是咱們但願即便在RabbitMQ服務重啓的狀況下，也不會丟失消息，咱們能夠將Queue與Message都設置爲可持久化的（durable），這樣能夠保證絕大部分狀況下咱們的RabbitMQ消息不會丟失。但依然解決不了小几率丟失事件的發生（好比RabbitMQ服務器已經接收到生產者的消息，但還沒來得及持久化該消息時RabbitMQ服務器就斷電了），若是咱們須要對這種小几率事件也要管理起來，那麼咱們要用到事務。因爲這裏僅爲RabbitMQ的簡單介紹，因此這裏將不講解RabbitMQ相關的事務。 

Prefetch count (每次發送給每一個消費者的消息數)

前面咱們講到若是有多個消費者同時訂閱同一個Queue中的消息，Queue中的消息會被平攤給多個消費者。這時若是每一個消息的處理時間不一樣，就有可能會致使某些消費者一直在忙，而另一些消費者很快就處理完手頭工做並一直空閒的狀況。咱們能夠經過設置prefetchCount來限制Queue每次發送給每一個消費者的消息數，好比咱們設置prefetchCount=1，則Queue每次給每一個消費者發送一條消息；消費者處理完這條消息後Queue會再給該消費者發送一條消息。

Exchange（交換器）

上面的Queue的簡化圖咱們看到生產者將消息投遞到Queue中，實際上這在RabbitMQ中這種事情永遠都不會發生。實際的狀況是，生產者將消息發送到Exchange（交換器，下圖中的X），由Exchange將消息路由到一個或多個Queue中（或者丟棄）。

routing key（路由規則）

生產者在將消息發送給Exchange的時候，通常會指定一個routing key，來指定這個消息的路由規則，而這個routing key須要與Exchange Type及binding key聯合使用才能最終生效。
在Exchange Type與binding key固定的狀況下，咱們的生產者就能夠在發送消息給Exchange時，經過指定routing key來決定消息流向哪裏。(RabbitMQ爲routing key設定的長度限制爲255 bytes)

Binding (綁定)

RabbitMQ中經過Binding將Exchange與Queue關聯起來，這樣RabbitMQ就知道如何正確地將消息路由到指定的Queue了。

Binding key

在綁定（Binding）Exchange與Queue的同時，通常會指定一個binding key；消費者將消息發送給Exchange時，通常會指定一個routing key；當binding key與routing key相匹配時，消息將會被路由到對應的Queue中。
在綁定多個Queue到同一個Exchange的時候，這些Binding容許使用相同的binding key。
binding key 並非在全部狀況下都生效，它依賴於Exchange Type，好比fanout類型的Exchange就會無視binding key，而是將消息路由到全部綁定到該Exchange的Queue。

Exchange Types

RabbitMQ經常使用的Exchange Type有fanout、direct、topic、headers這四種（AMQP規範裏還提到兩種Exchange Type，分別爲system與自定義，這裏不予以描述），下面分別進行介紹。

fanout

fanout類型的Exchange路由規則很是簡單，它會把全部發送到該Exchange的消息路由到全部與它綁定的Queue中。

上圖中，生產者（P）發送到Exchange（X）的全部消息都會路由到圖中的兩個Queue，並最終被兩個消費者（C1與C2）消費。

direct

direct類型的Exchange路由規則也很簡單，它會把消息路由到那些binding key與routing key徹底匹配的Queue中。

以上圖的配置爲例，咱們以routingKey=」error」發送消息到Exchange，則消息會路由到Queue1（amqp.gen-S9b…，這是由RabbitMQ自動生成的Queue名稱）和Queue2（amqp.gen-Agl…）；若是咱們以routingKey=」info」或routingKey=」warning」來發送消息，則消息只會路由到Queue2。若是咱們以其餘routingKey發送消息，則消息不會路由到這兩個Queue中。

topic

前面講到direct類型的Exchange路由規則是徹底匹配binding key與routing key，但這種嚴格的匹配方式在不少狀況下不能知足實際業務需求。topic類型的Exchange在匹配規則上進行了擴展，它與direct類型的Exchage類似，也是將消息路由到binding key與routing key相匹配的Queue中，但這裏的匹配規則有些不一樣，它約定:

• routing key爲一個句點號「. 」分隔的字符串（咱們將被句點號「. 」分隔開的每一段獨立的字符串稱爲一個單詞），如「stock.usd.nyse」、「nyse.vmw」、「quick.orange.rabbit」
• binding key與routing key同樣也是句點號「. 」分隔的字符串
• binding key中能夠存在兩種特殊字符「*」與「#」，用於作模糊匹配，其中「*」用於匹配一個單詞，「#」用於匹配多個單詞（能夠是零個）

 

以上圖中的配置爲例，

• routingKey=」quick.orange.rabbit」的消息會同時路由到Q1與Q2
• routingKey=」lazy.orange.fox」的消息會路由到Q1
• routingKey=」lazy.brown.fox」的消息會路由到Q2
• routingKey=」lazy.pink.rabbit」的消息會路由到Q2（只會投遞給Q2一次，雖然這個routingKey與Q2的兩個bindingKey都匹配）
• routingKey=」quick.brown.fox」、routingKey=」orange」、routingKey=」quick.orange.male.rabbit」的消息將會被丟棄，由於它們沒有匹配任何bindingKey

headers

headers類型的Exchange不依賴於routing key與binding key的匹配規則來路由消息，而是根據發送的消息內容中的headers屬性進行匹配。
在綁定Queue與Exchange時指定一組鍵值對；當消息發送到Exchange時，RabbitMQ會取到該消息的headers（也是一個鍵值對的形式），對比其中的鍵值對是否徹底匹配Queue與Exchange綁定時指定的鍵值對；若是徹底匹配則消息會路由到該Queue，不然不會路由到該Queue。(不經常使用)

RPC

MQ自己是基於異步的消息處理，前面的示例中全部的生產者（P）將消息發送到RabbitMQ後不會知道消費者（C）處理成功或者失敗（甚至連有沒有消費者來處理這條消息都不知道）。
但實際的應用場景中，咱們極可能須要一些同步處理，須要同步等待服務端將個人消息處理完成後再進行下一步處理。這至關於RPC（Remote Procedure Call，遠程過程調用）。在RabbitMQ中也支持RPC。

RabbitMQ中實現RPC的機制是：

• 客戶端發送請求（消息）時，在消息的屬性（MessageProperties，在AMQP協議中定義了14中properties，這些屬性會隨着消息一塊兒發送）中設置兩個值replyTo（一個Queue名稱，用於告訴服務器處理完成後將通知個人消息發送到這個Queue中）和correlationId（這次請求的標識號，服務器處理完成後須要將此屬性返還，客戶端將根據這個id瞭解哪條請求被成功執行了或執行失敗）
• 服務器端收到消息並處理
• 服務器端處理完消息後，將生成一條應答消息到replyTo指定的Queue，同時帶上correlationId屬性
• 客戶端以前已訂閱replyTo指定的Queue，從中收到服務器的應答消息後，根據其中的correlationId屬性分析哪條請求被執行了，根據執行結果進行後續業務處理

總結

本文介紹了RabbitMQ中一些比較重要的概念，充分利用RabbitMQ提供的這些功能就能夠處理咱們絕大部分的異步業務了。