RabbitMQ核心概念

发表于2019-09-06

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一、简介

1.1什么是AMQP

AMQP，即Advanced Message Queuing Protocol，高级消息队列协议，是应用层协议的一个开放标准，为面向消息的中间件设计。基于此协议的客户端与消息中间件可传递消息，并不受客户端/中间件同产品，不同的开发语言等条件的限制。AMQP的主要特征是面向消息、队列、路由（包括点对点和发布/订阅）、可靠性、安全。

1.2 什么是RabbitMQ

RabbitMQ 是一个由 Erlang 语言开发的 AMQP 的开源实现，服务器端用Erlang语言编写，支持多种客户端，如：Python、Ruby、.NET、Java、JMS、C、PHP、ActionScript、XMPP、STOMP等，支持AJAX。主要是用来实现应用程序的异步和解耦，同时也能起到消息缓冲，消息分发的作用。

1.3 RabbitMQ 的特点

RabbitMQ 最初起源于金融系统，用于在分布式系统中存储转发消息，在易用性、扩展性、高可用性等方面表现不俗。具体特点包括：

  • 可靠性（Reliability）：RabbitMQ 使用一些机制来保证可靠性，如持久化、传输确认、发布确认
  • 灵活的路由（Flexible Routing）：在消息进入队列之前，通过 Exchange 来路由消息的。对于典型的路由功能，RabbitMQ 已经提供了一些内置的 Exchange 来实现。针对更复杂的路由功能，可以将多个 Exchange 绑定在一起，也通过插件机制实现自己的 Exchange
  • 消息集群（Clustering）：多个 RabbitMQ 服务器可以组成一个集群，形成一个逻辑 Broker
  • 高可用（Highly Available Queues）：队列可以在集群中的机器上进行镜像，使得在部分节点出问题的情况下队列仍然可用
  • 多种协议（Multi-protocol）：RabbitMQ 支持多种消息队列协议，比如 STOMP、MQTT 等等
  • 多语言客户端（Many Clients）：RabbitMQ 几乎支持所有常用语言，比如 Java、.NET、Ruby 等等
  • 管理界面（Management UI）：RabbitMQ 提供了一个易用的用户界面，使得用户可以监控和管理消息 Broker 的许多方面
  • 跟踪机制（Tracing）：如果消息异常，RabbitMQ 提供了消息跟踪机制，使用者可以找出发生了什么
  • 插件机制（Plugin System）：RabbitMQ 提供了许多插件，来从多方面进行扩展，也可以编写自己的插件

    1.4 RabbitMQ 的基本概念

    下面展示了RabbitMQ 消息的过程
1.4.1 生产者与消费者

与其它的消息中间件一样，RabbitMQ中包含消息生产者和消息消费者，生产者创建消息发布到代理服务器，消费者从代理服务器获取消息。在实际应用中，生产者和消费者之间的角色是可以相互转换的。

1.4.2 消息

消息由有效载荷（payload）和标签（label）组成。有效载荷就是你想要传输的数据，可以是任何内容，一个数组，一个集合，甚至二进制数据都可以。而标签描述了有效载荷，由一系列的可选属性组成，这些属性包括routing-key（路由键）、priority（相对于其他消息的优先权）、delivery-mode（指出该消息可能需要持久性存储）等。

1.4.3 信道

多路复用连接中的一条独立的双向数据流通道。信道是建立在真实的TCP连接内地虚拟连接，AMQP 命令都是通过信道发出去的，不管是发布消息、订阅队列还是接收消息，这些动作都是通过信道完成。因为对于操作系统来说建立和销毁 TCP 都是非常昂贵的开销，所以引入了信道的概念，以复用一条 TCP 连接。

1.4.4 交换器与绑定(原文)

交换机的功能主要是接收消息并且转发到绑定的队列，交换机不存储消息，在启用ack模式后，交换机找不到队列会返回错误。交换机有四种类型：

  • fanout：把所有发送到该Exchange的消息路由到所有与它绑定的Queue中

  • direct：把消息路由到bindingKey与routingKey完全匹配的Queue中

  • topic：把消息路由到bindingKey与routingKey模糊匹配的Queue中

  • headers：headers类型的Exchange不依赖于routingKey与bindingKey的匹配规则来路由消息，而是根据发送的消息内容中的headers属性进行匹配

    1.4.4.1Fanout

  • 生产者（P）发送到Exchange（X）的所有消息都会路由到图中的两个Queue，并最终被两个消费者（C1与C2）消费

  • 如果配置了routing_key会被忽略

    1.4.4.2 direct

  • routingKey=”error”发送消息，则会同时路由到Queue1（amqp.gen-S9b…）和Queue2（amqp.gen-Agl…）

  • routingKey=”info”或routingKey=”warning”发送消息，则只会路由到Queue2

  • 以其它routingKey发送消息，则不会路由到这两个Queue中

    1.4.4.3 topic

  • routingKey=”quick.orange.rabbit”发送信息，则会同时路由到Q1与Q2

  • routingKey=”lazy.orange.fox”发送信息，则只会路由到Q1

  • routingKey=”lazy.brown.fox”发送消息，则只会路由到Q2

  • routingKey=”lazy.pink.rabbit”发送消息，则只会路由到Q2（只会投递给Q2一次，虽然这个routingKey与Q2的两个bindingKey都匹配）

  • routingKey=”quick.brown.fox”、routingKey=”orange”、routingKey=”quick.orange.male.rabbit”发送消息，则会被丢弃，它们并没有匹配任何bindingKey

    1.4.4.4 header

    headers类型的Exchange不依赖于routingKey与bindingKey的匹配规则来路由消息，而是根据发送的消息内容中的headers属性进行匹配。在绑定Queue与Exchange时指定一组键值对；当消息发送到Exchange时，RabbitMQ会取到该消息的headers（也是一个键值对的形式），对比其中的键值对是否完全匹配Queue与Exchange绑定时指定的键值对；如果完全匹配则消息会路由到该Queue，否则不会路由到该Queue。

    1.5 虚拟主机

    一个虚拟主机持有一组交换机、队列和绑定。为什么需要多个虚拟主机呢？很简单，RabbitMQ当中，用户只能在虚拟主机的粒度进行权限控制。 因此，如果需要禁止A组访问B组的交换机/队列/绑定，必须为A和B分别创建一个虚拟主机。每一个RabbitMQ服务器都有一个默认的虚拟主机“/”