RabbitMQ根据exchange的类型规则将消息路由到相应的queue，其中exchange的类型包括direct，topic，fanout以及headers，我们这里主要介绍topic exchange类型的消息路由原理，其他exchange的路由原理相对简单。Topic exchange的示意图如下：
- *(星号)：可以(只能)匹配一个单词。
- #(井号)：可以匹配多个单词(或者0个)。
这里的使用原理不做介绍，主要介绍RabbitMQ源码内部的实现，即exchange和queue如何进行binding的。
1. exchange与queue的binding
RabbitMQ的exchange和queue的binding代码流程如下：
对于RabbitMQ的使用流程一般为：
- RabbitMQ客户端与RabbitMQ服务端建立连接。
- 建立channel。
- 在建立的channel创建exchange和queue。
- 将exchange和queue进行binding。
- 对于生产者而已，向exchange发送消息，且需要指定相应的routing_key。
- 对于消费者而已，消费处理监听的queue中的消息。
其中exchange与queue的binding便位于第4个步骤，入口代码如下：
%% rabbit_channel.erl
%% 处理将交换机exchange和队列进行绑定的消息
handle_method(#'queue.bind'{queue = QueueNameBin,
exchange = ExchangeNameBin,
routing_key = RoutingKey,
nowait = NoWait,
arguments = Arguments}, _, State) ->
binding_action(fun rabbit_binding:add/2,
ExchangeNameBin, queue, QueueNameBin, RoutingKey, Arguments,
#'queue.bind_ok'{}, NoWait, State);
在binding_action函数的一些合法性校验之后，执行真正的binding函数rabbit_binding:add/2。
%% rabbit_binding.erl
%% 增加新的绑定
add(Binding, InnerFun) ->
binding_action(
Binding,
%% Src，Dst都是从mnesia数据库中读取到的数据
fun (Src, Dst, B) ->
%% 找到对应交换机的处理模块去验证绑定的合法性(Src必须是exchange交换机类型)
case rabbit_exchange:validate_binding(Src, B) of
ok ->
%% this argument is used to check queue exclusivity(排他性);
%% in general, we want to fail on that in preference to
%% anything else
%% 功效一：检查队列字段exclusive_owner字段的正确性，检查排他性队列(如果一个队列被声明为排他队列，该队列仅对首次声明它的连接可见)
case InnerFun(Src, Dst) of
ok ->
%% 查看rabbit_route表中是否有B这个数据，如果没有则添加到mnesia数据库表中
case mnesia:read({rabbit_route, B}) of
%% 增加绑定的实际操作(实际操作mnesia数据库表的函数)
[] -> add(Src, Dst, B);
[_] -> fun () -> ok end
end;
{error, _} = Err ->
rabbit_misc:const(Err)
end;
{error, _} = Err ->
rabbit_misc:const(Err)
end
end, fun not_found_or_absent_errs/1).
在对应的exchange类型中校验其合法性，校验正常后，需要读取mnesia数据库中rabbit_route表中数据，查看是否有相应的binding信息，如果有则不再进行binding，没有则进行binding操作，判断rabbit_route表数据的原因是：不管exchange和queue是否需要持久化，最后都会将其binding信息写入到rabbit_route表中。
这里提一下，RabbitMQ所保存的一些metadata信息依赖于mnesia分布式数据库，其中RabbitMQ所使用的表可以通过以下命令进行显示：
[root@master scripts]# ./rabbitmqctl eval 'mnesia:info().'
……
===> System info in version "4.16", debug level = none <===
opt_disc. Directory "/var/lib/rabbitmq/mnesia/rabbit@master" is used.
use fallback at restart = false
running db nodes = [rabbit@master]
stopped db nodes = []
master node tables = []
remote = []
ram_copies = [gm_group,mirrored_sup_childspec,rabbit_exchange,
rabbit_exchange_serial,
rabbit_exchange_type_consistent_hash,
rabbit_exchange_type_consistent_hash_ring_state,
rabbit_listener,rabbit_queue,rabbit_reverse_route,
rabbit_route,rabbit_semi_durable_route,
rabbit_topic_trie_binding,rabbit_topic_trie_edge,
rabbit_topic_trie_node,rh_exchange_table,
tracked_connection_on_node_rabbit@master,
tracked_connection_per_vhost_on_node_rabbit@master,
x_jms_topic_table]
disc_copies = [rabbit_durable_exchange,rabbit_durable_queue,
rabbit_durable_route,rabbit_runtime_parameters,
rabbit_topic_permission,rabbit_user,
rabbit_user_permission,rabbit_vhost,schema]
disc_only_copies = []
[{rabbit@master,disc_copies}] = [rabbit_runtime_parameters,
rabbit_durable_exchange,rabbit_durable_queue,
rabbit_user,rabbit_durable_route,
rabbit_topic_permission,rabbit_vhost,schema,
rabbit_user_permission]
[{rabbit@master,ram_copies}] = [rabbit_topic_trie_node,
tracked_connection_per_vhost_on_node_rabbit@master,
x_jms_topic_table,
rabbit_exchange_type_consistent_hash_ring_state,
rabbit_reverse_route,
rabbit_topic_trie_binding,
rabbit_exchange_type_consistent_hash,gm_group,
rabbit_listener,mirrored_sup_childspec,
rabbit_exchange,rabbit_route,
rabbit_exchange_serial,
tracked_connection_on_node_rabbit@master,
rabbit_semi_durable_route,rh_exchange_table,
rabbit_queue,rabbit_topic_trie_edge]
21 transactions committed, 7 aborted, 0 restarted, 0 logged to disc
0 held locks, 0 in queue; 0 local transactions, 0 remote
0 transactions waits for other nodes: []
ok
其中disc_copies表示会将数据存入磁盘和内存，ram_copies表示将数据存入内存。disc_only_copies表示将数据只存入磁盘。由于mnesia底层是基于ets和dets实现，所以可以通过ets或者dets查看表中数据，注意ets和dets是只能查询本节点的表数据信息。如查看rabbit_exchang表数据信息：
[root@master scripts]# ./rabbitmqctl eval 'ets:tab2list(rabbit_exchange).'
[{exchange,{resource,<<"/">>,exchange,<<"amq.direct">>},
direct,true,false,false,[],undefined,undefined,undefined,
{[],[rabbit_event_exchange_decorator]},
#{}},
……
{exchange,{resource,<<"/">>,exchange,<<"amq.headers">>},
headers,true,false,false,[],undefined,undefined,undefined,
{[],[rabbit_event_exchange_decorator]},
#{}}]
具体参看erlang官方文档的mnesia，ets和dets的使用说明。继续回到binding操作，假设第一次进行binding操作，则将执行下列操作：
%% rabbit_binding.erl
%% 增加绑定的实际操作(实际操作mnesia数据库表的函数)
add(Src, Dst, B) ->
[SrcDurable, DstDurable] = [durable(E) || E <- [Src, Dst]],
case (SrcDurable andalso DstDurable andalso
mnesia:read({rabbit_durable_route, B}) =/= []) of
false -> %% 根据交换机exchange和队列的持久化状态，将路由信息写入mnesia数据库表
ok = sync_route(#route{binding = B}, SrcDurable, DstDurable,
fun mnesia:write/3),
%% 交换机exchange创建后的回调
x_callback(transaction, Src, add_binding, B),
%% 让Src对应的exchange交换机类型对应的模块和所有的修饰模块回调serialise_events函数，如果执行成功，则将XName在rabbit_exchange_serial表中的next值加一
Serial = rabbit_exchange:serial(Src),
fun () ->
x_callback(Serial, Src, add_binding, B),
%% 向rabbit_event事件中心发布绑定信息被创建的事件
ok = rabbit_event:notify(binding_created, info(B))
end;
true -> rabbit_misc:const({error, binding_not_found})
end.
sync_route函数将exchange和queue的binding信息根据exchange和queue是否持久化来判断是否写入rabbit_durable_route和rabbit_semi_durable_route表中，但无论是否持久化都会写入rabbit_route和rabbit_reverse_route表中。即
- rabbit_durable_route表：exchange和queue都持久化则写入该表。
- rabbit_semi_durable_route表：exchange不需要持久化，queue需要持久化则写入该表。
- rabbit_route和rabbit_reverse_route表：exchange和queue是否持久化都会写入该表。
除了binding信息写入上述表以外，对于类型为topic的exchange，RabbitMQ还会将binding信息写入rabbit_topic_trie_node，rabbit_topic_trie_edge和rabbit_topic_trie_binding表中。
%% rabbit_exchange_type_topic.erl
%% 路由绑定信息的添加回调该模块进行相关的处理(transaction：事务)
add_binding(transaction, _Exchange, Binding) ->
internal_add_binding(Binding);
%% rabbit_exchange_type_topic.erl
%% exchange交换机内部添加绑定信息的接口
internal_add_binding(#binding{source = X, key = K, destination = D,
args = Args}) ->
%% 创建新的节点和边
FinalNode = follow_down_create(X, split_topic_key(K)),
%% 创建绑定信息
trie_add_binding(X, FinalNode, D, Args),
ok.
其内部原理可参考以下链接：https://www.erlang-solutions.com/blog/rabbit-s-anatomy-understanding-topic-exchanges.html
再提一下，我们执行rabbitmqctl list_bindings命令时，查看到的exchange和queue的bindings信息是从rabbit_route表中进行获取的。即
%% rabbit_binding.erl
%% 列出VHostPath下的所有路由绑定信息
list(VHostPath) ->
VHostResource = rabbit_misc:r(VHostPath, '_'),
Route = #route{binding = #binding{source = VHostResource,
destination = VHostResource,
_ = '_'},
_ = '_'},
[B || #route{binding = B} <- mnesia:dirty_match_object(rabbit_route,
Route)].
2. 总结
1 RabbitMQ的exchange和queue的binding的建立在客户端与RabbitMQ之间建立连接且exchange和queue创建完成后。
2 binding信息会被保存到mnesia数据库中，其保存的表为rabbit_route表，根据exchange和queue是否持久化判断是否保存到rabbit_durable_route和rabbit_semi_durable_route表中。
3 对于topic类型的exchange，其binding信息还会被保存到rabbit_topic_trie_node，rabbit_topic_trie_edge和rabbit_topic_trie_binding表中。