RabbitMq运行原理浅析

悠悠 2021-09-15 16:10 378阅读 0赞

**1.RabbitMq简介**

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。消息中间件主要用于组件之间的解耦，消息的发送者无需知道消息使用者的存在，反之亦然。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。  
       RabbitMQ是一个开源的AMQP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。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。下面将重点介绍RabbitMQ中的一些基础概念，了解了这些概念，是使用好RabbitMQ的基础。AMQP协议介绍RabbitMQ就必须先介绍AMQP协议，因为RabbitMQ是它的一种实现而已。

**2.RabbitMq模型**

![70][]

**Server(broker)**  
      接受客户端连接，实现AMQP消息队列和路由功能的进程，可以理解为邮局。  
**Virtual Host**  
      其实是一个虚拟概念，类似于权限控制组，一个Virtual Host里面可以有若干个Exchange和Queue，当多个不同的用户使用同一个RabbitMQ server提供的服务时，可以划分出多个vhost，每个用户在自己的vhost创建exchange／queue等，就好比于tomcat中webapps目录下可以部署多个web项目。  
**Exchange**  
       接受生产者发送的消息，并根据Binding规则将消息路由给服务器中的队列，就好比邮递员。Exchange有4种类型,direct(默认)，fanout, topic, 和headers，不同类型的Exchange转发消息的策略有所区别：

> 1）、Direct 直接交换器，工作方式类似于单播，Exchange会将消息发送完全匹配ROUTING\_KEY的Queue。
> 
> 2）、fanout广播是式交换器，不管消息的ROUTING\_KEY设置为什么，Exchange都会将消息转发给所有绑定的Queue。
> 
> 3）、topic主题交换器，工作方式类似于组播，Exchange会将消息转发和ROUTING\_KEY匹配模式相同的所有队列，比如，ROUTING\_KEY为user.stock的Message会转发给绑定匹配模式为 \* .stock,user.stock， \* . \* 和\#.user.stock.\#的队列。（ \* 表是匹配一个任意词组，\#表示匹配0个或多个词组）。
> 
> 4）、headers消息体的header匹配（ignore）。

**Message Queue**

> 1）、设置为持久化的队列，queue中的消息会在server本地硬盘存储一份，防止系统crash，数据丢失。
> 
> 2）、设置为临时队列，queue中的数据在系统重启之后就会丢失。
> 
> 3）、设置为自动删除的队列，当不存在用户连接到server，队列中的数据会被自动删除。

消息只能存储在队列（queue）中。尽管消息在rabbitMQ和应用程序间流通，但是队列却是存在于RabbitMQ内部。一个队列不受任何限制，它可以存储你想要存储的消息量，它本质上是一个无限的缓冲区。多个生产者可以向同一个队列发送消息，多个消费者可以尝试从同一个消息队列中接收数据。消息队列，提供了FIFO的处理机制，具有缓存消息的能力。Rabbitmq中，队列消息可以设置为持久化，临时或者自动删除。

**Message**  
      由Header和Body组成，Header是由生产者添加的各种属性的集合，包括Message是否被持久化、由哪个Message Queue接受、优先级是多少等，就好比于邮箱里面的信件。而Body是真正需要传输的APP数据，就像信件里面的信纸。  
**Binding**  
      Binding联系了Exchange与Message Queue。Exchange在与多个Message Queue发生Binding后会生成一张路由表，路由表中存储着Message Queue所需消息的限制条件即Binding Key。当Exchange收到Message时会解析其Header得到Routing Key，Exchange根据Routing Key与Exchange Type将Message路由到Message Queue。Binding Key由Consumer在Binding Exchange与Message Queue时指定，而Routing Key由Producer发送Message时指定，两者的匹配方式由Exchange Type决定，就好比于邮件上面的地址。  
Connection  
      连接，对于RabbitMQ而言，其实就是一个位于客户端和Broker之间的TCP连接。  
**Channel**  
      信道，仅仅创建了客户端到Broker之间的连接后，客户端还是不能发送消息的。需要为每一个Connection创建Channel，AMQP协议规定只有通过Channel才能执行AMQP的命令。一个Connection可以包含多个Channel。之所以需要Channel，是因为TCP连接的建立和释放都是十分昂贵的，如果一个客户端每一个线程都需要与Broker交互，如果每一个线程都建立一个TCP连接，暂且不考虑TCP连接是否浪费，就算操作系统也无法承受每秒建立如此多的TCP连接，可以简单的理解为线程池中的一个个线程。

**3.通信过程  **

假设P1和C1注册了相同的Broker，Exchange和Queue。P1发送的消息最终会被C1消费。基本的通信流程大概如下所示：

*  P1生产消息，发送给服务器端的Exchange
 *  Exchange收到消息，根据ROUTINKEY，将消息转发给匹配的Queue1
 *  Queue1收到消息，将消息发送给订阅者C1
 *  C1收到消息，发送ACK给队列确认收到消息
 *  Queue1收到ACK，删除队列中缓存的此条消息

Consumer收到消息时需要显式的向rabbit broker发送basic.ack消息或者consumer订阅消息时设置auto\_ack参数为true。在通信过程中，队列对ACK的处理有以下几种情况：

*  如果consumer接收了消息，发送ack,rabbitmq会删除队列中这个消息，发送另一条消息给consumer。
 *  如果cosumer接受了消息, 但在发送ack之前断开连接，rabbitmq会认为这条消息没有被deliver,在consumer在次连接的时候，这条消息会被redeliver。
 *  如果consumer接受了消息，但是程序中有bug,忘记了ack,rabbitmq不会重复发送消息。
 *  rabbitmq2.0.0和之后的版本支持consumer reject某条（类）消息，可以通过设置requeue参数中的reject为true达到目地，那么rabbitmq将会把消息发送给下一个注册的consumer。

[70]: /images/20210811/8a5ad7c2bba34fb9b2436e1da8017265.png