RabbitMQ詳細教程【1】-RabbitMQ中的重要的概念

簡介:
首先來介紹一下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)、可靠性、安全。

RabbitMQ是一個開源的AMQP實現,服務器端用Erlang語言編寫,支持多種客戶端,如:Python、Ruby、.NET、Java、JMS、C、PHP、ActionScript、XMPP、STOMP等,支持AJAX。用於在分佈式系統中存儲轉發消息,在易用性、擴展性、高可用性等方面表現不俗。

RabbitMQ中的一些基礎概念!

  • ConnectionFactory(工廠)

    ConnectionFactory爲Connection的製造工廠

  • Connection(連接)

    Connection是RabbitMQ的socket鏈接,它封裝了socket協議相關部分邏輯

  • Channel(頻道)

    定義Queue、定義Exchange、綁定Queue與Exchange、發佈消息等。

  • Queue

    存儲消息的對象

基本模式(單生產者單消費者)

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)可以從Queue中獲取消息並消費
這裏寫圖片描述


基本模式(單生產者多消費者)

多個消費者可以訂閱同一個Queue,這時Queue中的消息會被平均分攤給多個消費者進行處理,而不是每個消費者都收到所有的消息並處理
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消費者收不到消息的情況

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(或出現其他意外)的情況,這種情況下就可能會導致消息丟失。爲了避免這種情況發生,我們可以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;如果RabbitMQ沒有收到回執並檢測到消費者的RabbitMQ連接斷開,則RabbitMQ會將該消息發送給其他消費者(如果存在多個消費者)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導致該消息被髮送給其他消費者,除非它的RabbitMQ連接斷開。

這裏會產生另外一個問題,如果我們的開發人員在處理完業務邏輯後,忘記發送回執給RabbitMQ,這將會導致嚴重的bug——Queue中堆積的消息會越來越多!,所以一定要記得給回執!!!

消息持久化

如果我們希望即使在RabbitMQ服務重啓的情況下,也不會丟失消息,我們可以將Queue與Message都設置爲可持久化的(durable),這樣可以保證絕大部分情況下我們的RabbitMQ消息不會丟失。但依然解決不了小概率丟失事件的發生(比如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),如果我們需要對這種小概率事件也要管理起來,那麼我們要用到事務。由於這裏僅爲RabbitMQ的簡單介紹,所以這裏將不講解RabbitMQ相關的事務,具體請看這裏

負載均衡

前面我們講到如果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。這時如果每個消息的處理時間不同,就有可能會導致某些消費者一直在忙,而另外一些消費者很快就處理完手頭工作並一直空閒的情況。我們可以通過設置prefetchCount來限制Queue每次發送給每個消費者的消息數

比如我們設置prefetchCount=1,則Queue每次給每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。
這裏寫圖片描述

引入交換器

在上一節我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。實際的情況是,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)
這裏寫圖片描述

下面來思考一個問題:交換器是按照什麼邏輯將消息路由到隊列中的?

routing key

生產者在將消息發送給Exchange的時候,一般會指定一個routing key,來指定這個消息的路由規則,而這個routing key需要與Exchange Type及binding key聯合使用才能最終生效。
在Exchange Type與binding key固定的情況下(在正常使用時一般這些內容都是固定配置好的),我們的生產者就可以在發送消息給Exchange時,通過指定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

RabbitMQ中通過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

交換器類型

- fanout

規則:它會把所有發送到該Exchange的消息路由到所有與它綁定的Queue中
這裏寫圖片描述

- 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完全匹配的Queue中。
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以上圖的配置爲例,我們以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…);如果我們以routingKey=”info”或routingKey=”warning”來發送消息,則消息只會路由到Queue2。如果我們以其他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路由規則是完全匹配binding key與routing key,但這種嚴格的匹配方式在很多情況下不能滿足實際業務需求。topic類型的Exchange在匹配規則上進行了擴展,它與direct類型的Exchage相似,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同,它約定:
routing key爲一個句點號“. ”分隔的字符串(我們將被句點號“. ”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一樣也是句點號“. ”分隔的字符串
binding key中可以存在兩種特殊字符“”與“#”,用於做模糊匹配,其中“”用於匹配一個單詞,“#”用於匹配多個單詞(可以是零個)
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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與Q2,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,因爲它們沒有匹配任何bindingKey

RPC

MQ本身是基於異步的消息處理,前面的示例中所有的生產者(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,我們很可能需要一些同步處理,需要同步等待服務端將我的消息處理完成後再進行下一步處理。這相當於RPC(Remote Procedure Call,遠程過程調用)。在RabbitMQ中也支持RPC。
這裏寫圖片描述

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起發送)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我的消息發送到這個Queue中)和correlationId(此次請求的標識號,服務器處理完成後需要將此屬性返還,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
客戶端之前已訂閱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

如果你想快速掌握RabbitMQ,這些概念你要熟記於心!

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