消息中间件Rabbitmq核心概念讲解

概述

Rabbitmq是消息中间件的一种落地开源实现，使用Erlang语言编写，基于AMQP消息协议。

核心概念

Message：消息是不具名的，由消息头和消息体组成，消息体是不透明的，也就是可以设置、查看消息体，消息头由一系列可选属性组成，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（设置是持久化消息还是非持久化消息）等。
Publisher：消息生产者，也就是向交换机发送消息的客户端程序。
Exchange：交换器，用于接收生产者发送的消息并将这些消息路由到服务器队列中。Exchange有四种类型，direct（默认）、fanout、topic、headers，不同类型的Exchange的路由策略有所不同。
Queue：消息队列，用于保存消息直到发送给消费者，它是消息的容器，也是消息的终点，一个消息可以进入多个队列中，消息会一直在队列里面，等待消费者连接到这个队列将其取走。
Binding：绑定，用于消息队列和交换器直接的关联，一个绑定就是基于路由键将消息队列和交换器连接起来的路由规则，所以可以将交换器理解成一个由绑定构成的路由表。Exchange和Queue是多对多关系，一个交换器可以绑定多个队列，一个队列可以绑定多个交换器。
Connection：网络连接。TCP连接。
Channel：信道，多路复用连接中的一条独立的双向数据量通道，信道是建立在真实的TCP连接内的虚拟连接，AMQP命令是通过信道发送出去的，不管是发送消息、订阅队列还是接收消息等等，这些动作都是通过信道完成的，因为对于操作系统来说，建立和销毁TCP连接都是昂贵的开销，所以引用信道概念，复用TCP连接。
Consumer：消费者，消费消息，表示从消息队列中获取消息的客户端程序。
Virtual Host：虚拟主机，表示一批交换器、队列等相关对象的集合，本质上是一个mini版的RabbitMQ服务器，用于自己的队列、交换器、绑定和权限机制，虚拟主机是AMQP概念的基础，必须在连接时指定，默认的虚拟主机是/，虚拟主机以路径方式表示。类似于名称空间或者java里面的package，还有开发环境等。主要是用于提高硬件资源利用率，实现权限和资源隔离和权限控制，不同的VHost可以有同名的exchange和queue，他们之间完全透明。
Broker：表示消息服务器实体，就是一个Rabbit服务端进程。

Rabbitmq工作流程

消息生产者发布消息到Rabbitmq服务器Broker。
由指定的交换机接收，交换机接收根据交换机的类型，根据消息的路由键，把消息路由到对应的队列中。
消息消费者到指定队列获取消息。

交换器的类型

Exchange分发消息根据类型的不同分发策略有区别，目前有四种类型，direct、fanout、topic、headers，headers匹配AMQP消息的消息头（header）而不是路由键，header交换器与direct交换器能达到的效果完全一致，但是性能差很多，目前几乎不用了，所以直接讲另外三种类型：

direct交换器

消息中的路由键如果和交换器和队列的的binding中的bindingkey一致（完全一致），交换器就将消息发到对应的队列中，属于点对点的单播模式。

Fanout交换器

每个发到fanout类型交换器的消息，都会分到所有绑定队列上去，就是这种类型的交换器，不会管啥路由键的，消息总是发送到该交换器绑定的所有队列中。很像子网广播，每个队列都获得了一份复制的消息。fanout转发消息是最快的。

Topic交换器

Topic交换器是一种通过路由键进行模式匹配分配消息的。将路由键与某个模式进行匹配，此时队列要绑定到一个模式上面，他将路由键和绑定键的字符串切分成单词，这些单词之间用点隔开，它同样会识别两个通配符：#：匹配0个或者多个单词（单词，不是字符），* 匹配一个单词。

死信、死信交换器、死信队列

消息变成死信的原因（队列要通过参数x-dead-letter-exchange设置死信交换器后，死信才会进入死信交换器，最后进入死信队列）：

被消费者拒绝。
消息过期了。
队列达到最大长度后。x-overflow参数的值必须不能是reject-publish，否则就不会进入死信交换机。

死信交换器和死信队列实际上是普通的交换器和普通的队列，只是他的用途被定义为了死信队列。

消息的流转过程：

延迟队列的实现概述

这里只讲大概思路，具体会有一篇实战经验文章来就具体描述。
思路一：利用死信队列实现延时队列，比如一个队列要延时30分钟，那么可以往rabbitmq发送一个延时消息，过期时间为30分钟，然后改队列要指定死信交换器和死信队列，然后消费者消费死信队列，因为30分钟过期，然后会进入死信队列给消费者消费，就实现了30分钟的延时。

思路二：生产者程序设置定时器30分钟后发送消息。

思路三：使用rabbitmq-delayed-message-exchange插件实现延时队列（目前只找到linux的实现）。

Web界面基本操作

了解web界面的基本操作，对rabbitmq的工作流程会有更加熟悉的理解和使得将来使用对应客户端API操作时也可以更加的得心应手。

交换器操作

交换器添加

Name：交换器名称。
Type：交换器类型，有四种类型，direct、fanout、topic、headers。
Durability：设置交换器的持久性类型，就持久性（Durable）和非持久性（Transient），如果为非持久性，则该交换器会在rabbitmq服务器重启后被删除。
Auto delete:是否自动删除，条件是从有到无，就是有至少一个队列或者交换器与该交换器绑定过，后来这些所以的队列或者交换器都解除绑定了，然后就会自动删除该交换器。从来没有绑定过的话，就不会被自动删除。
Internal：是否为内部交换器，如果是，那他就只能用于服务器内部的轮转路由，而不能与客户端交互。
Arguments：可选参数，web界面会在下面列出可选的参数选项，交换器只有一个alternate-exchange，表示设置备用交换器，当原交换器无法进行消息的路由，就使用备用交换机进行路由。比如某个路由键使用原交换机不能路由到队列，就会尝试使用备用交换机。

这些设置完后，点击添加。

交换器绑定

点击某个交换机，进入交换机详情页。

To Queue 或者 To Exchange ：设置把该交换器与队列绑定还是与另一个交换器绑定，如果与交换器绑定，就是绑定多重交换器。值填写交换器的名字或者队列名。
Routing Key：应该称为绑定键（binding key）更形象，就是该交换器与队列或者另一个交换器绑定时设置的绑定键，然后与消息的路由键进行一定规则的匹配，看是否要将消息路由到该队列或者交换器。

在交换器详情页发布消息

该操作是把消息发送到该交换器中进行路由。

Routing key：消息的路由键，用于给交换器进行路由匹配。
Headers：消息头，可以为任意值。
Properties：设置消息的参数。不符合的参数名设置会被忽略掉。有效的参数如下：

content_type：消息的内容类型。
content_encoding：消息的内容编码规则。
priority：消息的优先级，0-255，同一队列优先级高的消息先被消费。
correlation_id：关联Id，用于RPC模式给生产者返回消费结果的关联ID，消费者关联生产者的消息的Id。
reply_to：RPC模式下消费者给生产者返回结果的发送队列。
expiration：消息的过期时间。
message_id：消息的id，一般由服务器给定，也可以给自定义唯一的消息id，用于实现解决消息重复消费等问题。
timestamp：消息发送的时间。
user_id：消息发送者的id。
app_id：消息发送的应用程序（消息生产者）id。
cluster_id：集群的Id

Payload：消息体，也就是消息的内容。

删除该交换器

队列操作

Type：队列的类型，有两种，Classic典型队列，quorum仲裁队列，3.8版本以后出来，暂时还没理解具体用途。
Name：名称。
Durability：队列的持久性设置。
Auto delete：如果设置为yes，也是从有到无的过程，就是该队列曾经有一个以上的消费者连接上来，然后这些消费者全都断开连接，就自动删除该队列。
Arguments：队列参数：

x-message-ttl：消息从进入队列开始，如果经过x-message-ttl时间内还没被消费，就过期被丢弃，如果队列配有死信交换器，并且路由能匹配上，就把消息交给死信交换器。单位毫秒。
x-expires：队列多久没被使用（没有消费者连接）就会被自动删除，单位毫秒。
x-max-length：该队列的最大消息数，如果达到最大消息数后，新消息进来，默认删除最早（队列头）的消息。
x-max-length-bytes：该队列消息的最大总大小，单位字节，只计算消息体，如果超出了大小然后有新消息进来，默认删除最早（队列头）的消息。
x-overflow：超出限制的处理模式，就是上面两个参数x-max-length、x-max-length-bytes设置到达时的处理模式，如果不设置，则默认删除队列头消息，可选项：drop-head（删除队列头消息）, reject-publish（新消息拒绝入队） or reject-publish-dlx（拒绝消息，并把消息交到死信交换器），仲裁队列只支持drop-head。
x-dead-letter-exchange：设置该队列的死信交换器。
x-dead-letter-routing-key：设置死信消息的路由键，如果不设置，则使用原消息的路由键。
x-single-active-consumer：设置是否只允许单一消费者连接该队列，如果是，并且已经有了一个消费者连接，就拒绝其他消费者连接。
x-max-priority：设置队列支持的最大消息优先级。0-255，往该队列发布消息时可以设置消息的优先级，消息优先级高的消息优先被消费。如果队列不设置该参数，表示该队列不支持消息优先级。
x-queue-mode:开启懒加载模式，值为lazy，如果设置了该参数，该队列的消息需要时才从磁盘进行加载到内存，以达到节省内存空间使用效果，但是降低了效率，如果不设置，该参数，则该队列的消息会在rabbitmq启动时就全部加载到内存中。

队列绑定交换器

点击相应队列进入队列详情页：

From exchange: 要绑定的交换器的名字，只能绑定交换器。
Routing key: binding key，绑定键。

在队列中发布消息

此时发布的消息不过交换器，直接进入该队列。

Delivery mode:设置消息为持久消息还是非持久消息，非持久消息在rabbitmq服务器重启后被删除，Non-persistent非持久化消息，Persistent持久化消息。

Headers和Properties与上面交换器发布消息一致。
Payload：消息体，消息具体内容。
这里不用设置路由键，因为该消息直接进入到队列，无需路由，但是该消息会被设置默认路由键为该队列的队列名。

删除消息

获取/消费消息：

注意，消费消息是一个破坏性的不可逆操作，因为消费了消息，该消息就会从队列中被删除。

Ack Mode: 消息的确认模式，有四种：Nack message requeue true 批量拒绝消费消息并把消息重新入队；ack message requeue false 确认消息不重新入队；reject requeue true 拒绝消费消息并把消息重新入队；reject requeue false 拒绝消息，但不重新入队。
Encoding：消息编码。对消息体的编码方式。
Messages：获取的消息数量。