rabbitmq

消息队列之真知灼见

 

一 什么是消息队列（MQ）

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。MQ是消费-生产者模型的一个典型的代表，一端往消息队列中不断写入消息，而另一端则可以读取队列中的消息。这样发布者和使用者都不用知道对方的存在。

我们先不管消息(Message)这个词，来看看队列(Queue)。这一看，队列大家应该都熟悉吧。

队列是一种先进先出的数据结构。

消息队列可以简单理解为：把要传输的数据放在队列中。

二、为什么要用消息队列？

消息队列中间件是分布式系统中重要的组件，主要解决应用解耦，异步消息，流量削锋等问题，实现高性能，高可用，可伸缩和最终一致性架构。目前使用较多的消息队列有ActiveMQ，RabbitMQ，ZeroMQ，Kafka，MetaMQ，RocketMQ。

接下来利用一个外卖系统的消息推送给大家解释下MQ的意义。

三 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

3.1 rabbitmq的安装

略

3.2 rabbitMQ工作模型

3.2.1 简单模式

### 生产者


import pika

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

channel.queue_declare(queue='hello')

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

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

### 消费者

import pika

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

channel.queue_declare(queue='hello')

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


channel.basic_consume(queue='hello',
                      auto_ack=True,
                      on_message_callback=callback)


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

3.2.2 参数

应答参数

1 2	auto_ack=False ch.basic_ack(delivery_tag=method.delivery_tag)

持久化参数

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

#声明queue channel.queue_declare(queue='hello2', durable=True)  # 若声明过，则换一个名字   channel.basic_publish(exchange='',                       routing_key='hello2',                       body='Hello World!',                       properties=pika.BasicProperties(                           delivery_mode=2,  # make message persistent                           )                       )

分发参数

有两个消费者同时监听一个的队列。其中一个线程sleep2秒，另一个消费者线程sleep1秒，但是处理的消息是一样多。这种方式叫轮询分发（round-robin）不管谁忙，都不会多给消息，总是你一个我一个。想要做到公平分发（fair dispatch），必须关闭自动应答ack，改成手动应答。使用basicQos(perfetch=1)限制每次只发送不超过1条消息到同一个消费者，消费者必须手动反馈告知队列，才会发送下一个。

1	channel.basic_qos(prefetch_count=1)

3.2.3 交换机模式（exchange）

交换机之发布订阅

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。

# 生产者
import pika

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

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

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

# 消费者
import pika

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

channel.exchange_declare(exchange='logs',
                         exchange_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(queue=queue_name,
                      auto_ack=True,
                      on_message_callback=callback)

channel.start_consuming()

交换机之关键字

# 生产者
import pika

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

channel.exchange_declare(exchange='logs2',
                         exchange_type='direct')

message = "info: Hello Yuan!"
channel.basic_publish(exchange='logs2',
                      routing_key='info',
                      body=message)
print(" [x] Sent %r" % message)
connection.close()

# 消费者

import pika
import sys

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

channel.exchange_declare(exchange='logs2',
                         exchange_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='logs2',
                       queue=queue_name,
                       routing_key=severity)

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

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


channel.basic_consume(queue=queue_name,
                      auto_ack=True,
                      on_message_callback=callback)

channel.start_consuming()

交换机之通配符

通配符交换机”与之前的路由模式相比，它将信息的传输类型的key更加细化，以“key1.key2.keyN....”的模式来指定信息传输的key的大类型和大类型下面的小类型，让消费者可以更加精细的确认自己想要获取的信息类型。而在消费者一段，不用精确的指定具体到哪一个大类型下的小类型的key，而是可以使用类似正则表达式(但与正则表达式规则完全不同)的通配符在指定一定范围或符合某一个字符串匹配规则的key，来获取想要的信息。

“通配符交换机”（Topic Exchange）将路由键和某模式进行匹配。此时队列需要绑定在一个模式上。符号“#”匹配一个或多个词，符号“*”仅匹配一个词。因此“audit.#”能够匹配到“audit.irs.corporate”，但是“audit.*”只会匹配到“audit.irs”。（这里与我们一般的正则表达式的“*”和“#”刚好相反，这里我们需要注意一下。）
下面是一个解释通配符模式交换机工作的一个样例

上面的交换机制类似于一个国际新闻讯息网站的机制。

# 生产者
import pika

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

channel.exchange_declare(exchange='logs3',
                         exchange_type='topic')

message = "info: Hello ERU!"
channel.basic_publish(exchange='logs3',
                      routing_key='europe.weather',
                      body=message)
print(" [x] Sent %r" % message)
connection.close()

# 消费者

import pika
import sys

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

channel.exchange_declare(exchange='logs3',
                         exchange_type='topic')

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



channel.queue_bind(exchange='logs3',
                   queue=queue_name,
                   routing_key="#.news")

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

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


channel.basic_consume(queue=queue_name,
                      auto_ack=True,
                      on_message_callback=callback)

channel.start_consuming()

四 基于rabbitmq的RPC实现

4.1、关于RPC

RPC博客

4.2、rpc的实现

如图我们可以看出生产端client向消费端server请求处理数据，他会经历如下几次来完成交互。

• 1.生产端 生成rpc_queue队列，这个队列负责帮消费者 接收数据并把消息发给消费端。

• 2.生产端 生成另外一个随机队列，这个队列是发给消费端，消费这个用这个队列把处理好的数据发送给生产端。

• 3.生产端 生成一组唯一字符串UUID，发送给消费者，消费者会把这串字符作为验证在发给生产者。

• 4.当消费端处理完数据，发给生产端，时会把处理数据与UUID一起通过随机生产的队列发回给生产端。

• 5.生产端，会使用while循环 不断检测是否有数据，并以这种形式来实现阻塞等待数据，来监听消费端。

• 6.生产端获取数据调用回调函数，回调函数判断本机的UUID与消费端发回UID是否匹配，由于消费端，可能有多个，且处理时间不等所以需要判断，判断成功赋值数据，while循环就会捕获到，完成交互。

client

import pika
import uuid
import time

# 斐波那契数列 前两个数相加依次排列
class FibonacciRpcClient(object):
    def __init__(self):
        # 赋值变量，一个循环值
        self.response = None
        # 链接远程
        self.connection = pika.BlockingConnection(pika.ConnectionParameters(
                host='localhost'))
        self.channel = self.connection.channel()

        # 生成随机queue
        result = self.channel.queue_declare("",exclusive=True)
        # 随机取queue名字，发给消费端
        self.callback_queue = result.method.queue

        # self.on_response 回调函数:只要收到消息就调用这个函数。
        # 声明收到消息后就 收queue=self.callback_queue内的消息


        self.channel.basic_consume(queue=self.callback_queue,
                                   auto_ack=True,
                              on_message_callback=self.on_response)

    # 收到消息就调用
    # ch 管道内存对象地址
    # method 消息发给哪个queue
    # body数据对象
    def on_response(self, ch, method, props, body):
        # 判断本机生成的ID 与 生产端发过来的ID是否相等
        if self.corr_id == props.correlation_id:
            # 将body值 赋值给self.response
            self.response = body

    def call(self, n):


        #　随机一次唯一的字符串
        self.corr_id = str(uuid.uuid4())

        # routing_key='rpc_queue' 发一个消息到rpc_queue内
        self.channel.basic_publish(exchange='',
                                   routing_key='rpc_queue',
                                   properties=pika.BasicProperties(

                                         # 执行命令之后结果返回给self.callaback_queue这个队列中
                                         reply_to = self.callback_queue,
                                         # 生成UUID 发送给消费端
                                         correlation_id = self.corr_id,
                                         ),
                                   # 发的消息，必须传入字符串，不能传数字
                                   body=str(n))
        # 没有数据就循环收
        while self.response is None:
            # 非阻塞版的start_consuming()
            # 没有消息不阻塞
            self.connection.process_data_events()
            print("no msg...")
            time.sleep(0.5)
        return int(self.response)

#　实例化
fibonacci_rpc = FibonacciRpcClient()


response = fibonacci_rpc.call(50)
print(" [.] Got %r" % response)

server

#_*_coding:utf-8_*_
import pika
import time
# 链接socket
connection = pika.BlockingConnection(pika.ConnectionParameters(
        host='localhost'))
channel = connection.channel()

# 生成rpc queue
channel.queue_declare(queue='rpc_queue')

#　斐波那契数列
def fib(n):
    if n == 0:
        return 0
    elif n == 1:
        return 1
    else:
        return fib(n-1) + fib(n-2)


# 收到消息就调用
# ch 管道内存对象地址
# method 消息发给哪个queue
# props 返回给消费的返回参数
# body数据对象
def on_request(ch, method, props, body):
    n = int(body)

    print(" [.] fib(%s)" % n)
    # 调用斐波那契函数 传入结果
    response = fib(n)

    ch.basic_publish(exchange='',
                     # 生产端随机生成的queue
                     routing_key=props.reply_to,
                     # 获取UUID唯一 字符串数值
                     properties=pika.BasicProperties(correlation_id = 
                                                   props.correlation_id),
                     # 消息返回给生产端
                     body=str(response))
    # 确保任务完成
    # ch.basic_ack(delivery_tag = method.delivery_tag)

# rpc_queue收到消息:调用on_request回调函数
# queue='rpc_queue'从rpc内收
channel.basic_consume(queue="rpc_queue",
                      auto_ack=True,
                      on_message_callback=on_request)
print(" [x] Awaiting RPC requests")
channel.start_consuming()