RabbitMQ消息机制的原理

一.消息通信模式（消费者、生产者和代理模式）

RabbitMQ中，其通信模式不再是传统的服务器\客户端模型(B\S模型)，而是一种新型的消费者、生产者和代理的模型。

通信过程：生产者(producer)负责创建消息，并发布到代理服务器(RabbitMQ)即可。消费者连接代理服务器，订阅到自身的队列(queue)上，即可消费自己关注的消息。其中，消息包含两部分内容：有效载荷(payload)和标签(label)。有效载荷就是真实需要传输的数据，而标签用来标记消息，让RabbitMQ将消息发送到感兴趣的消费者。其流程大致如下：

无论是作为生产者，发布消息之前，还是作为消费者，消费消息之前，应用程序都需要和Rabbit代理服务器创建一条TCP连接。而后，应用程序创建AMPQ信道将AMQP命令发送出去，实现发布消息、订阅队列或接收消息。信道是建立在“真实的”TCP连接内的虚拟连接。同时，每个信道将会被指派一个唯一ID。

为什么需要信道，而不是通过TCP连接呢？主要原因在于对os(操作系统)而言建立和销毁TCP的开销非常昂贵。而当我们为所有线程只使用一个TCP连接以满足需求时，但又为了能确保每个线程的私密性，因此创建私密通信路径——信道。信道类似于使用的光缆，一根光缆代表TCP连接，而内部的不同光纤束代表不同的信道，保证通信的高效进行。

二.AMQP的组成（交换器、队列和绑定）

AMQP消息路由包括三个部分：交换器、队列和绑定。

队列

对于队列来说，消费者接收信息一般有两种方式：1）订阅方式，采用basic.consume。只要有消息来临，消费者就会自动接收。2）单条接收，采用basic.get。消费者每次从队列中只获取一条信息。另外，多个消费者可以订阅同一个队列。

拒绝接收消息的方式：

1.当消费者和RabbitMQ服务器断开连接。RabbitQM自动会把消息重新入队，发给另外一个消费者。

2.如果想要拒绝接收信息，可以采用basic.reject的命令。当reject的requeue参数设定为true，RabbitMQ会将消息重新发送给下一个消费者，而设定为false，RabbitMMQ会将消息从队列移除，不发送给下一个消费者。

对负载均衡来说，队列是绝佳的方案。

交换器和绑定

作用：当想要将消息发送给队列时，首先会发送给交换器。然后根据确定的规则(路由键)，决定消息投递到那个队列/而队列通过路由键绑定到交换器。

好处：1）可以完成不同的使用场景；2）对于发送消息给服务器的发布者来说，无需关心服务的另外一端的逻辑(即队列和消费者)。

交换器包括四种类型：direct、fanout、topic和headers。

三.虚拟主机

为了将多个Rabbit的客户分开，RabbitMQ提供了vhost的概念。vhost作用：通过在各个实例间提供逻辑上分离，使得不同应用程序安全保密的运行数据。不仅将统一Rabbit的客户区分开，而且避免队列和交换器的命名冲突。因此，只需要运行一个Rabbit，然后按需启动和关闭vhost。

查看Rabbit运行哪些vhost：rabbitmqctl list_vhosts

创建vhost：rabbitmqctl add_vhost [vhost_name]

删除vhost：rabbitmqctl delete_vhost [vhost_name]

四.持久化

为了防止重启和掉电而导致队列和交换器消失，设定每个队列和交换器的durable属性为True。(注：这并不能保证数据不丢失。)

能从AMQP服务器崩溃中恢复数据，称之为持久化消息。为了达到这种目的，我们需要保证消息：1）把它的投递模式选项(delivery_mode)设置为2；2)发送到持久化交换器；3）到达持久化队列。

由于需要满足上述三个条件，数据才能实现持久化。那么如果当进行到第二步，出现宕机，消息也同样无法持久化。因此引入了另外两种持久化方法：a)AMQP事务;b)发送方确认模式。一般情况，建议使用第二种。

AMQP事务是将信道设置成事务模式，然后通过信道发送所有想确认的消息，一旦完成，提交事务。如果第一条命令执行失败，后面的命令也将会被忽略。但是由于事务的粒度较粗，大大降低了RabbitMQ的效率，因此引入了发送方确认模式。

发送方确认模式使得生产者可以异步的发送消息，同时异步的接收确认。如果消息丢失，会收到一个nack消息，如果成功，则会收到一个ack消息。同时，没有了消息回滚的概念(同事务相比)，使得对服务器的性能影响可以忽略不计。