RabbitMQ详解

http://rabbitmq.mr-ping.com 中文文档

什么叫消息队列

消息（Message）是指在应用间传送的数据。消息可以非常简单，比如只包含文本字符串，也可以更复杂，可能包含嵌入对象。

消息队列（Message Queue）是一种应用间的通信方式，消息发送后可以立即返回，由消息系统来确保消息的可靠传递。消息发布者只管把消息发布到 MQ 中而不用管谁来取，消息使用者只管从 MQ 中取消息而不管是谁发布的。这样发布者和使用者都不用知道对方的存在。

为何用消息队列

从上面的描述中可以看出消息队列是一种应用间的异步协作机制，那什么时候需要使用 MQ 呢？

以常见的订单系统为例，用户点击【下单】按钮之后的业务逻辑可能包括：扣减库存、生成相应单据、发红包、发短信通知。在业务发展初期这些逻辑可能放在一起同步执行，随着业务的发展订单量增长，需要提升系统服务的性能，这时可以将一些不需要立即生效的操作拆分出来异步执行，比如发放红包、发短信通知等。这种场景下就可以用 MQ ，在下单的主流程（比如扣减库存、生成相应单据）完成之后发送一条消息到 MQ 让主流程快速完结，而由另外的单独线程拉取MQ的消息（或者由 MQ 推送消息），当发现 MQ 中有发红包或发短信之类的消息时，执行相应的业务逻辑。

RabbitMQ 

RabbitMQ 是一个由 Erlang 语言开发的 AMQP 的开源实现。

rabbitMQ是一款基于AMQP协议的消息中间件，它能够在应用之间提供可靠的消息传输。在易用性，扩展性，高可用性上表现优秀。使用消息中间件利于应用之间的解耦，生产者（客户端）无需知道消费者（服务端）的存在。而且两端可以使用不同的语言编写，大大提供了灵活性。

 

中文文档

rabbitMQ安装

for Linux：

安装配置epel源
   $ rpm -ivh http://dl.fedoraproject.org/pub/epel/6/i386/epel-release-6-8.noarch.rpm
 
安装erlang
   $ yum -y install erlang
 
安装RabbitMQ
   $ yum -y install rabbitmq-server
注意：service rabbitmq-server start/stop

for Mac:

bogon:~ yuan$ brew install rabbitmq
bogon:~ yuan$ export PATH=$PATH:/usr/local/sbin
bogon:~ yuan$ rabbitmq-server

rabbitMQ工作模型

简单模式

示例

# ######################### 生产者 #########################
#!/usr/bin/env python
import pika
connection = pika.BlockingConnection(pika.ConnectionParameters( host='localhost'))

channel = connection.channel()

channel.queue_declare(queue='hello')

channel.basic_publish(exchange='',
                      routing_key='hello',
                      body='Hello World!')

print(" [x] Sent 'Hello World!'")
connection.close()

# ########################## 消费者 ##########################
 
connection = pika.BlockingConnection(pika.ConnectionParameters(host='localhost'))
channel = connection.channel()
 
channel.queue_declare(queue='hello')
 
def callback(ch, method, properties, body):
    print(" [x] Received %r" % body)
 
channel.basic_consume( callback,
                       queue='hello',
                       no_ack=True)
 
print(' [*] Waiting for messages. To exit press CTRL+C')
channel.start_consuming()

相关参数

（1）no-ack ＝ False，如果消费者遇到情况(its channel is closed, connection is closed, or TCP connection is lost)挂掉了，那么，RabbitMQ会重新将该任务添加到队列中。

• 回调函数中的ch.basic_ack(delivery_tag=method.delivery_tag)
• basic_comsume中的no_ack=False

消息接收端应该这么写:

import pika

connection = pika.BlockingConnection(pika.ConnectionParameters(
        host='10.211.55.4'))
channel = connection.channel()

channel.queue_declare(queue='hello')

def callback(ch, method, properties, body):
    print(" [x] Received %r" % body)
    import time
    time.sleep(10)
    print 'ok'
    ch.basic_ack(delivery_tag = method.delivery_tag)

channel.basic_consume(callback,
                      queue='hello',
                      no_ack=False)

print(' [*] Waiting for messages. To exit press CTRL+C')
channel.start_consuming()

(2)  durable  ：消息不丢失

# 生产者
#!/usr/bin/env python
import pika

connection = pika.BlockingConnection(pika.ConnectionParameters(host='10.211.55.4'))
channel = connection.channel()

# make message persistent
channel.queue_declare(queue='hello', durable=True)

channel.basic_publish(exchange='',
                      routing_key='hello',
                      body='Hello World!',
                      properties=pika.BasicProperties(
                          delivery_mode=2, # make message persistent
                      ))
print(" [x] Sent 'Hello World!'")
connection.close()


# 消费者
#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-
import pika

connection = pika.BlockingConnection(pika.ConnectionParameters(host='10.211.55.4'))
channel = connection.channel()

# make message persistent
channel.queue_declare(queue='hello', durable=True)


def callback(ch, method, properties, body):
    print(" [x] Received %r" % body)
    import time
    time.sleep(10)
    print 'ok'
    ch.basic_ack(delivery_tag = method.delivery_tag)

channel.basic_consume(callback,
                      queue='hello',
                      no_ack=False)

print(' [*] Waiting for messages. To exit press CTRL+C')
channel.start_consuming()

(3) 消息获取顺序

默认消息队列里的数据是按照顺序被消费者拿走，例如：消费者1 去队列中获取 奇数 序列的任务，消费者1去队列中获取 偶数 序列的任务。

channel.basic_qos(prefetch_count=1) 表示谁来谁取，不再按照奇偶数排列

#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-
import pika

connection = pika.BlockingConnection(pika.ConnectionParameters(host='10.211.55.4'))
channel = connection.channel()

# make message persistent
channel.queue_declare(queue='hello')


def callback(ch, method, properties, body):
    print(" [x] Received %r" % body)
    import time
    time.sleep(10)
    print 'ok'
    ch.basic_ack(delivery_tag = method.delivery_tag)

channel.basic_qos(prefetch_count=1)

channel.basic_consume(callback,
                      queue='hello',
                      no_ack=False)

print(' [*] Waiting for messages. To exit press CTRL+C')
channel.start_consuming()

exchange模型

3.1 发布订阅

发布订阅和简单的消息队列区别在于，发布订阅会将消息发送给所有的订阅者，而消息队列中的数据被消费一次便消失。所以，RabbitMQ实现发布和订阅时，会为每一个订阅者创建一个队列，而发布者发布消息时，会将消息放置在所有相关队列中。

exchange type = fanout

# 生产者
#!/usr/bin/env python
import pika
import sys

connection = pika.BlockingConnection(pika.ConnectionParameters(
        host='localhost'))
channel = connection.channel()

channel.exchange_declare(exchange='logs',
                         type='fanout')

message = ' '.join(sys.argv[1:]) or "info: Hello World!"
channel.basic_publish(exchange='logs',
                      routing_key='',
                      body=message)
print(" [x] Sent %r" % message)
connection.close()


# 消费者
#!/usr/bin/env python
import pika

connection = pika.BlockingConnection(pika.ConnectionParameters(
        host='localhost'))
channel = connection.channel()

channel.exchange_declare(exchange='logs',
                         type='fanout')

result = channel.queue_declare(exclusive=True)
queue_name = result.method.queue

channel.queue_bind(exchange='logs',
                   queue=queue_name)

print(' [*] Waiting for logs. To exit press CTRL+C')

def callback(ch, method, properties, body):
    print(" [x] %r" % body)

channel.basic_consume(callback,
                      queue=queue_name,
                      no_ack=True)

channel.start_consuming()

 3.2 关键字发送

 exchange type = direct

之前事例，发送消息时明确指定某个队列并向其中发送消息，RabbitMQ还支持根据关键字发送，即：队列绑定关键字，发送者将数据根据关键字发送到消息exchange，exchange根据 关键字 判定应该将数据发送至指定队列。

#!/usr/bin/env python
import pika
import sys

connection = pika.BlockingConnection(pika.ConnectionParameters(
        host='localhost'))
channel = connection.channel()

channel.exchange_declare(exchange='direct_logs',
                         type='direct')

result = channel.queue_declare(exclusive=True)
queue_name = result.method.queue

severities = sys.argv[1:]
if not severities:
    sys.stderr.write("Usage: %s [info] [warning] [error]
" % sys.argv[0])
    sys.exit(1)

for severity in severities:
    channel.queue_bind(exchange='direct_logs',
                       queue=queue_name,
                       routing_key=severity)

print(' [*] Waiting for logs. To exit press CTRL+C')

def callback(ch, method, properties, body):
    print(" [x] %r:%r" % (method.routing_key, body))

channel.basic_consume(callback,
                      queue=queue_name,
                      no_ack=True)

channel.start_consuming()

 3.3 模糊匹配

 exchange type = topic

发送者路由值              队列中
old.boy.python          old.*  -- 不匹配
old.boy.python          old.#  -- 匹配

在topic类型下，可以让队列绑定几个模糊的关键字，之后发送者将数据发送到exchange，exchange将传入”路由值“和 ”关键字“进行匹配，匹配成功，则将数据发送到指定队列。

• # 表示可以匹配 0 个 或 多个 单词
• *  表示只能匹配 一个 单词

 示例：

#!/usr/bin/env python
import pika
import sys

connection = pika.BlockingConnection(pika.ConnectionParameters(
        host='localhost'))
channel = connection.channel()

channel.exchange_declare(exchange='topic_logs',
                         type='topic')

result = channel.queue_declare(exclusive=True)
queue_name = result.method.queue

binding_keys = sys.argv[1:]
if not binding_keys:
    sys.stderr.write("Usage: %s [binding_key]...
" % sys.argv[0])
    sys.exit(1)

for binding_key in binding_keys:
    channel.queue_bind(exchange='topic_logs',
                       queue=queue_name,
                       routing_key=binding_key)

print(' [*] Waiting for logs. To exit press CTRL+C')

def callback(ch, method, properties, body):
    print(" [x] %r:%r" % (method.routing_key, body))

channel.basic_consume(callback,
                      queue=queue_name,
                      no_ack=True)

channel.start_consuming()

 基于RabbitMQ的RPC

Callback queue 回调队列

一个客户端向服务器发送请求，服务器端处理请求后，将其处理结果保存在一个存储体中。而客户端为了获得处理结果，那么客户在向服务器发送请求时，同时发送一个回调队列地址reply_to。

Correlation id 关联标识

一个客户端可能会发送多个请求给服务器，当服务器处理完后，客户端无法辨别在回调队列中的响应具体和那个请求时对应的。为了处理这种情况，客户端在发送每个请求时，同时会附带一个独有correlation_id属性，这样客户端在回调队列中根据correlation_id字段的值就可以分辨此响应属于哪个请求。

客户端发送请求：某个应用将请求信息交给客户端，然后客户端发送RPC请求，在发送RPC请求到RPC请求队列时，客户端至少发送带有reply_to以及correlation_id两个属性的信息

服务器端工作流： 等待接受客户端发来RPC请求，当请求出现的时候，服务器从RPC请求队列中取出请求，然后处理后，将响应发送到reply_to指定的回调队列中

客户端接受处理结果： 客户端等待回调队列中出现响应，当响应出现时，它会根据响应中correlation_id字段的值，将其返回给对应的应用

服务器端

#!/usr/bin/env python
import pika

# 建立连接，服务器地址为localhost，可指定ip地址
connection = pika.BlockingConnection(pika.ConnectionParameters(
        host='localhost'))

# 建立会话
channel = connection.channel()

# 声明RPC请求队列
channel.queue_declare(queue='rpc_queue')

# 数据处理方法
def fib(n):
    if n == 0:
        return 0
    elif n == 1:
        return 1
    else:
        return fib(n-1) + fib(n-2)

# 对RPC请求队列中的请求进行处理
def on_request(ch, method, props, body):
    n = int(body)

    print(" [.] fib(%s)" % n)

    # 调用数据处理方法
    response = fib(n)

    # 将处理结果(响应)发送到回调队列
    ch.basic_publish(exchange='',
                     routing_key=props.reply_to,
                     properties=pika.BasicProperties(correlation_id = 
                                                         props.correlation_id),
                     body=str(response))
    ch.basic_ack(delivery_tag = method.delivery_tag)

# 负载均衡，同一时刻发送给该服务器的请求不超过一个
channel.basic_qos(prefetch_count=1)

channel.basic_consume(on_request, queue='rpc_queue')

print(" [x] Awaiting RPC requests")
channel.start_consuming()

客户端

#!/usr/bin/env python
import pika
import uuid

class FibonacciRpcClient(object):
    def __init__(self):
        ”“”
        客户端启动时，创建回调队列，会开启会话用于发送RPC请求以及接受响应
        
        “”“
        
        # 建立连接，指定服务器的ip地址
        self.connection = pika.BlockingConnection(pika.ConnectionParameters(
                host='localhost'))
                
        # 建立一个会话，每个channel代表一个会话任务
        self.channel = self.connection.channel()
        
        # 声明回调队列，再次声明的原因是，服务器和客户端可能先后开启，该声明是幂等的，多次声明，但只生效一次
        result = self.channel.queue_declare(exclusive=True)
        # 将次队列指定为当前客户端的回调队列
        self.callback_queue = result.method.queue
        
        # 客户端订阅回调队列，当回调队列中有响应时，调用`on_response`方法对响应进行处理; 
        self.channel.basic_consume(self.on_response, no_ack=True,
                                   queue=self.callback_queue)


    # 对回调队列中的响应进行处理的函数
    def on_response(self, ch, method, props, body):
        if self.corr_id == props.correlation_id:
            self.response = body


    # 发出RPC请求
    def call(self, n):
    
        # 初始化 response
        self.response = None
        
        #生成correlation_id 
        self.corr_id = str(uuid.uuid4())
        
        # 发送RPC请求内容到RPC请求队列`rpc_queue`，同时发送的还有`reply_to`和`correlation_id`
        self.channel.basic_publish(exchange='',
                                   routing_key='rpc_queue',
                                   properties=pika.BasicProperties(
                                         reply_to = self.callback_queue,
                                         correlation_id = self.corr_id,
                                         ),
                                   body=str(n))
                                   
        
        while self.response is None:
            self.connection.process_data_events()
        return int(self.response)

# 建立客户端
fibonacci_rpc = FibonacciRpcClient()

# 发送RPC请求
print(" [x] Requesting fib(30)")
response = fibonacci_rpc.call(30)
print(" [.] Got %r" % response)

简介

RabbitMQ：接受消息再传递消息，可以视为一个“邮局”。发送者和接受者通过队列来进行交互，队列的大小可以视为无限的，多个发送者可以发生给一个队列，多个接收者也可以从一个队列中接受消息。

code

rabbitmq使用的协议是amqp，用于python的推荐客户端是pika

pip install pika -i https://pypi.douban.com/simple/

生产者：send.py

import pika

# 建立一个连接
connection = pika.BlockingConnection(pika.ConnectionParameters(
           'localhost'))  # 连接本地的RabbitMQ服务器
channel = connection.channel()  # 获得channel

这里链接的是本机的，如果想要连接其他机器上的服务器，只要填入地址或主机名即可。

接下来我们开始发送消息了，注意要确保接受消息的队列是存在的，否则rabbitmq就丢弃掉该消息

channel.queue_declare(queue='hello')  # 在RabbitMQ中创建hello这个队列
channel.basic_publish(exchange='',  # 使用默认的exchange来发送消息到队列
                  routing_key='hello',  # 发送到该队列 hello 中
                  body='Hello World!')  # 消息内容

connection.close()  # 关闭 同时flush

RabbitMQ默认需要1GB的空闲磁盘空间，否则发送会失败。

这时已在本地队列hello中存放了一个消息，如果使用 rabbitmqctl list_queues 可看到

hello 1

说明有一个hello队列 里面存放了一个消息

消费者：receive.py

import pika
connection = pika.BlockingConnection(pika.ConnectionParameters(
               'localhost'))
channel = connection.channel()

还是先链接到服务器，和之前发送时相同

channel.queue_declare(queue='hello')  # 此处就是声明了 来确保该队列 hello 存在 可以多次声明 这里主要是为了防止接受程序先运行时出错

def callback(ch, method, properties, body):  # 用于接收到消息后的回调
    print(" [x] Received %r" % body)

channel.basic_consume(callback,
                      queue='hello',  # 收指定队列hello的消息
                      no_ack=True)  #在处理完消息后不发送ack给服务器
channel.start_consuming()  # 启动消息接受 这会进入一个死循环

工作队列（任务队列）

工作队列是用于分发耗时任务给多个工作进程的。不立即做那些耗费资源的任务（需要等待这些任务完成），而是安排这些任务之后执行。例如我们把task作为message发送到队列里，启动工作进程来接受并最终执行，且可启动多个工作进程来工作。这适用于web应用，即不应在一个http请求的处理窗口内完成复杂任务。

channel.basic_publish(exchange='',
                  routing_key='task_queue',
                  body=message,
                  properties=pika.BasicProperties(
                     delivery_mode = 2, # 使得消息持久化
                  ))

分配消息的方式为 轮询 即每个工作进程获得相同的消息数。

消息ack

如果消息分配给某个工作进程，但是该工作进程未处理完成就崩溃了，可能该消息就丢失了，因为rabbitmq一旦把一个消息分发给工作进程，它就把该消息删掉了。

为了预防消息丢失，rabbitmq提供了ack，即工作进程在收到消息并处理后，发送ack给rabbitmq，告知rabbitmq这时候可以把该消息从队列中删除了。如果工作进程挂掉 了，rabbitmq没有收到ack，那么会把该消息 重新分发给其他工作进程。不需要设置timeout，即使该任务需要很长时间也可以处理。

ack默认是开启的，之前我们的工作进程显示指定了no_ack=True

channel.basic_consume(callback, queue='hello')  # 会启用ack

带ack的callback:

def callback(ch, method, properties, body):
    print " [x] Received %r" % (body,)
    time.sleep( body.count('.') )
    print " [x] Done"
    ch.basic_ack(delivery_tag = method.delivery_tag)  # 发送ack

消息持久化

但是，有时RabbitMQ重启了，消息也会丢失。可在创建队列时设置持久化：
(队列的性质一旦确定无法改变）

channel.queue_declare(queue='task_queue', durable=True)

同时在发送消息时也得设置该消息的持久化属性：

channel.basic_publish(exchange='',
routing_key="task_queue",
body=message,
properties=pika.BasicProperties(
delivery_mode = 2, # make message persistent
))

但是，如果在RabbitMQ刚接收到消息还没来得及存储，消息还是会丢失。同时，RabbitMQ也不是在接受到每个消息都进行存盘操作。如果还需要更完善的保证，需要使用publisher confirm。

公平的消息分发

轮询模式的消息分发可能并不公平，例如奇数的消息都是繁重任务的话，某些进程则会一直运行繁 重任务。即使某工作进程上有积压的消息未处理，如很多都没发ack，但是RabbitMQ还是会按照顺序发消息给它。可以在接受进程中加设置：

channel.basic_qos(prefetch_count=1)

告知RabbitMQ，这样在一个工作进程没回发ack情况下是不会再分配消息给它。

群发

一般情况下，一条消息是发送给一个工作进程，然后完成，有时想把一条消息同时发送给多个进程：

exchange

发送者是不是直接发送消息到队列中的，事实上发生者根本不知道消息会发送到那个队列，发送者只能把消息发送到exchange里。exchange一方面收生产者的消息，另一方面把他们推送到队列中。所以作为exchange，它需要知道当收到消息时它需要做什么，是应该把它加到一个特殊的队列中还是放到很多的队列中，或者丢弃。exchange有direct、topic、headers、fanout等种类，而群发使用的即fanout。之前在发布消息时，exchange的值为 '' 即使用default exchange。

channel.exchange_declare(exchange='logs', type='fanout')  # 该exchange会把消息发送给所有它知道的队列中

临时队列

result = channel.queue_declare()  # 创建一个随机队列
result = channel.queue_declare(exclusive=True)  # 创建一个随机队列，同时在没有接收者连接该队列后则销毁它
queue_name = result.method.queue

这样result.method.queue即是队列名称，在发送或接受时即可使用。

绑定exchange 和 队列

channel.queue_bind(exchange='logs',
               queue='hello')

logs在发送消息时给hello也发一份。

在发送消息是使用刚刚创建的 logs exchange

channel.basic_publish(exchange='logs',
                  routing_key='',
                  body=message)

路由

之前已经使用过bind，即建立exchange和queue的关系（该队列对来自该exchange的消息有兴趣），bind时可另外指定routing_key选项。

使用direct exchange

将对应routing key的消息发送到绑定相同routing key的队列中

channel.exchange_declare(exchange='direct_logs',
                     type='direct')

发送函数，发布不同severity的消息：

channel.basic_publish(exchange='direct_logs',
                  routing_key=severity,
                  body=message)

接受函数中绑定对应severity的：

channel.queue_bind(exchange='direct_logs',
                   queue=queue_name,
                   routing_key=severity)

使用topic exchange

之前使用的direct exchange 只能绑定一个routing key，可以使用这种可以拿.隔开routing key的topic exchange，例如：

"stock.usd.nyse" "nyse.vmw"

和direct exchange一样，在接受者那边绑定的key与发送时指定的routing key相同即可，另外有些特殊的值：

* 代表1个单词
# 代表0个或多个单词

如果发送者发出的routing key都是3个部分的，如：celerity.colour.species。

Q1:
*.orange.*  对应的是中间的colour都为orange的

Q2:
*.*.rabbit  对应的是最后部分的species为rabbit的
lazy.#      对应的是第一部分是lazy的

qucik.orange.rabbit Q1 Q2都可接收到，quick.orange.fox 只有Q1能接受到，对于lazy.pink.rabbit虽然匹配到了Q2两次，但是只会发送一次。如果绑定时直接绑定#，则会收到所有的。

RPC

在远程机器上运行一个函数然后获得结果。

１、客户端启动　同时设置一个临时队列用于接受回调，绑定该队列

 self.connection = pika.BlockingConnection(pika.ConnectionParameters(
            host='localhost'))
    self.channel = self.connection.channel()
    result = self.channel.queue_declare(exclusive=True)
    self.callback_queue = result.method.queue
    self.channel.basic_consume(self.on_response, no_ack=True,
                               queue=self.callback_queue)

２、客户端发送rpc请求，同时附带reply_to对应回调队列，correlation_id设置为每个请求的唯一id（虽然说可以为每一次RPC请求都创建一个回调队列，但是这样效率不高，如果一个客户端只使用一个队列，则需要使用correlation_id来匹配是哪个请求），之后阻塞在回调队列直到收到回复

注意：如果收到了非法的correlation_id直接丢弃即可，因为有这种情况--服务器已经发了响应但是还没发ack就挂了，等一会服务器重启了又会重新处理该任务，又发了一遍相应，但是这时那个请求已经被处理掉了

channel.basic_publish(exchange='',
                       routing_key='rpc_queue',
                       properties=pika.BasicProperties(
                             reply_to = self.callback_queue,
                             correlation_id = self.corr_id,
                             ),
                       body=str(n))  # 发出调用

while self.response is None:  # 这边就相当于阻塞了
    self.connection.process_data_events()  # 查看回调队列
return int(self.response)

3、请求会发送到rpc_queue队列
4、RPC服务器从rpc_queue中取出，执行，发送回复

channel.basic_consume(on_request, queue='rpc_queue')  # 绑定 等待请求

# 处理之后：
ch.basic_publish(exchange='',
                 routing_key=props.reply_to,
                 properties=pika.BasicProperties(correlation_id = 
                                                     props.correlation_id),
                 body=str(response))  # 发送回复到回调队列
ch.basic_ack(delivery_tag = method.delivery_tag)  # 发送ack

5、客户端从回调队列中取出数据，检查correlation_id，执行相应操作

if self.corr_id == props.correlation_id:
        self.response = body