RabbitMQ基础概念及使用

RabbitMQ

RabbitMQ是什么？

RabbitMQ是一个在AMQP基础上完整的，可复用的企业消息系统。他遵循Mozilla Public License开源协议。
MQ全称为Message Queue, 消息队列（MQ）是一种应用程序对应用程序的通信方法。应用程序通过读写出入队列的消息（针对应用程序的数据）来通信，而无需专用连接来链接它们。消息传递指的是程序之间通过在消息中发送数据进行通信，而不是通过直接调用彼此来通信，直接调用通常是用于诸如远程过程调用的技术。排队指的是应用程序通过队列来通信。队列的使用除去了接收和发送应用程序同时执行的要求。RabbitMQ可以，多个程序同时使用RabbitMQ ,但是必须队列名称不一样。采用erlang语言，属于爱立信公司开发的。

优势

1、解耦合（分离请求和动作，要有异步思维）

2、提供扩展性，通过增加消费者来提高系统处理订单的效率(线性)

3、提供各种版本的API（使用任何常用语言基本没有障碍）

4、要满足对实时性的忽略

可解决系统设计的两个重大问题

第一条：可以满足未来业务需求的不断变化和增加，也就是说扩展性强！

第二条：要满足性能的可伸缩性. 也就是可集群性…通过增加机器能处理更多的请求

"""类似可支持大并发，例如：我系统本来只可以支持10个人的任务，突然来了100人，都给我发任务，这种情况下，可以我理论上可以先将100人的任务接下来，
然后慢慢的消化任务(有一个前提，要对任务的实时性不关注，理论上就是异步)"""

同步概念：就是在发出一个“调用or请求”时，在没有得到结果之前，该“调用or请求”就不返回。
异步概念：异步与同步相对，当一个异步过程调用发出后，调用者在没有得到结果之前，就可以继续执行后续操作。当这个调用完成后，一般通过状态、通知和回调来通知调用者。对于异步调用，调用的返回并不受调用者控制。

系统架构

AMQP是一个异步消息传递所使用的应用层协议规范，AMQP客户端能够无视消息来源任意发送和接受消息，Broker提供消息的路由、队列等功能。Broker主要由Exchange和Queue组成：Exchange负责接收消息、转发消息到绑定的队列；Queue存储消息，提供持久化、队列等功能。AMQP客户端通过Channel与Broker通信，Channel是多路复用连接中的一条独立的双向数据流通道。

基础概念

Broker：简单来说就是消息队列服务器实体。
Exchange：消息交换机，它指定消息按什么规则，路由到哪个队列。
Queue：消息队列载体，每个消息都会被投入到一个或多个队列。
Binding：绑定，它的作用就是把exchange和queue按照路由规则绑定起来。
Routing Key：路由关键字，exchange根据这个关键字进行消息投递。
vhost：虚拟主机，一个broker里可以开设多个vhost，用作不同用户的权限分离。
producer：消息生产者，就是投递消息的程序。
consumer：消息消费者，就是接受消息的程序。
channel：消息通道（信道），在客户端的每个连接里，可建立多个channel，每个channel代表一个会话任务。

Exchange
Exchange类似于数据通信网络中的交换机，提供消息路由策略。rabbitmq中，producer不是通过信道直接将消息发送给queue，而是先发送给Exchange。一个Exchange可以和多个Queue进行绑定，producer在传递消息的时候，会传递一个ROUTING_KEY，Exchange会根据这个ROUTING_KEY按照特定的路由算法，将消息路由给指定的queue。和Queue一样，Exchange也可设置为持久化，临时或者自动删除。
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：

　　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(如下图所示)

　　 

　　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。(如下图所示)

 　　

　　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(如下图所示)( * 表是匹配一个任意词组，#表示匹配0个或多个词组)

 　　

　　Headers
　　消息体的header匹配（很少用到，基本可以忽略）
Queue
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。
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

Binding
所谓绑定就是将一个特定的 Exchange 和一个特定的 Queue 绑定起来。Exchange 和Queue的绑定可以是多对多的关系。

Virtual host
在rabbitmq server上可以创建多个虚拟的message broker，又叫做virtual hosts (vhosts)。每一个vhost本质上是一个mini-rabbitmq server，分别管理各自的exchange，和bindings。vhost相当于物理的server，可以为不同app提供边界隔离，使得应用安全的运行在不同的vhost实例上，相互之间不会干扰。producer和consumer连接rabbit server需要指定一个vhost(默认为 "/")
Channel
一个channel（信道）可以简单的理解为一个会话任务，在建立的信道中可以进行传输和接收信息或任务；例如：每条电缆中的光纤都可以传输(就像一条信道)，一条电缆中可以有许多的光纤，允许所有连接的光纤束同时进行传输和接收。TCP连接就像电缆，而信道就像是一条条独立的光纤；

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：

"""
1、P1生产消息，发送给服务器端的Exchange
2、Exchange收到消息，根据ROUTINKEY，将消息转发给匹配的Queue1
3、Queue1收到消息，将消息发送给订阅者C1
4、C1收到消息，发送ACK给队列确认收到消息
5、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：

1、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。
2、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。
3、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。
4、rabbitmq2.0.0和之后的版本支持consumer 拒绝某条（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。