[Conclusion]RabbitMQ-客户端源码之总结

RabbitMQ遵从的是AMQP协议，其broker端代码采用erlang编写，对于没有接触过erlang的同学（包括博主我）来说，想要了解其中的奥秘实在是不容易，大多只能从网上“搜刮”点散碎的知识点来充实一下。但是这样是不能究其然，更不能究其所以然。博主这里翻阅了amqp-client的java客户端的源码，通过其来学习下AMQP协议，进而更深刻的了解RabbitMQ.

注：如无特殊说明，本系列的文章采用的amqp-client版本均为3.5.3。

本系列的文章主要是来阐述客户端与broker交互需要经历那些具体步骤，需要涉及那些重要的类以及方法，整体的轮廓又是如何。

本文主要涉及的类有（本系列的blog地址）：
[一]RabbitMQ-客户端源码之ConnectionFactory
[二]RabbitMQ-客户端源码之AMQConnection
[三]RabbitMQ-客户端源码之ChannelManager
[四]RabbitMQ-客户端源码之Frame
[五]RabbitMQ-客户端源码之AMQChannel
[六]RabbitMQ-客户端源码之AMQCommand
[七]RabbitMQ-客户端源码之AMQPImpl+Method
[八]RabbitMQ-客户端源码之ChannelN
[九]RabbitMQ-客户端源码之Consumer

以发送消息来看看从源码级的逻辑流转情况。

首先看看发送消息的业务代码（部分主要的代码）：

ConnectionFactory factory = new ConnectionFactory();
factory.setHost(ip);
factory.setPort(5672);
factory.setUsername("root");
factory.setPassword("root");
Connection connection = factory.newConnection();
Channel channel = connection.createChannel();
String message = "RabbitMQ Demo Test:" + System.currentTimeMillis();
channel.basicPublish(EXCHANGE_NAME, routingKey, MessageProperties.PERSISTENT_TEXT_PLAIN, message.getBytes());
channel.close();
connection.close();

从上面来看，主要牵涉ConnectionFactory, Connection, Channel这个几个类（有关Connection和Channel的AMQP流转流程可以参考文中最后部分）。实际情况是怎么样的呢，我们来分析下。

首先流转过程如下：

ConnectionFactory.newConnection()
       -- AMQConnection.start()
           -- MainLoop
            -- Frame frame =  SocketFrameHandler.readFrame()
            -- AMQChannel.handleFrame(Frame frame)

• ConnectionFactory主要用来配置一些参数，并初始化AMQConnection, 这个版本的客户端与broker底层通信用的是java的原生Socket, 处理模块为SocketFrameHandler，SocketFrameHandler也在ConnectionFactory调用newConnection()时创建。之后根据参数以及SocketFrameHandler初始化了AMQConnection对象。
• AMQConnection的核心在于这个start()方法。包括Protocol-Header, Connection.Start/.StartOk, Connection.Tune/.TuneOk, Connection.Open/.OpenOk，以及启动MainLoop线程
• MainLoop是AMQConnection的内部私有类，主要用来(循环)读取（SocketFrameHandler.readFrame）并封装Socket中的帧Frame, 并进行进一步的处理，这个由AMQChannel来完成
• ChannelManager,这个在上面并没有展示出来，但是这里也需要说明下，这个是在MainLoop中处理Frame所使用的，用来管理Channel的，确切的来说是ChannelN.

AMQChannel.handleFrame(Frame frame)
    -- AMQCommand.handleFrame(Frame frame) 
    -- AMQChannel.handleCompleteInboundCommand(AMQCommand command)
        -- ChannelN.processAsync(AMQCommand command)

这个接着上面的流程继续：

AMQChannel.handleFrame(Frame frame)首先调用AMQCommand的handleFrame(Frame frame)方法来处理，AMQCommand内部其实是调用了CommandAssember（对Method, Content-Header以及Content-Body做了一下封装，其实忽略这个类也是可以的）的handleFrame, 说白了作用就是处理下Frame帧，方法返回值是boolean, 当一个AMQComand处理完毕后返回true,否则返回false。这里就有疑问了，什么叫做处理完毕？这里就又要说到MainLoop了，MainLoop线程主要循环读取Frame帧，像Connection.Start/.StartOk这种命令（AMQCommand）一般只包括Method类型的帧（Frame），AMQCommand的handleFrame方法直接返回true，但是像Basic.Publish这种命令一般包括Method帧，Content-Header帧，以及若干Content-Body帧，就需要handleFrame多次才能返回true。

AMQP技术术语
Method: 用于在节点之间传递特定类型的AMQP命令帧。
Content: 服务器和应用程序之间传送的数据.这个术语是“message”的同义词。
Content header:描述内容属性特定类型帧。
Content body: 包含原始应用程序数据的特定类型帧．内容体帧完全不透明-服务器不以任何方式检查或修改其body内容。

public void handleFrame(Frame frame) throws IOException {
    AMQCommand command = _command;
    if (command.handleFrame(frame)) { // a complete command has rolled off the assembly line
        _command = new AMQCommand(); // prepare for the next one
        handleCompleteInboundCommand(command);
    }
}

上面这个是AMQChannel中的handleFrame方法，当内部的AMQCommand的handleFrame方法返回true，即表示处理完毕一条AMQCommand之后再调用handleCompleteInboundCommand方法进行进一步处理。而这个handleCompleteInboundCommand方法的精髓在于processAsync方法，这个processAsync方法在AMQChannel中是一个抽象方法，真正的实现要看ChannelN这个类。
说到这里有一个点我没有提及，但是这个不影响主流程的阐述，这个点就是rpc的概念，具体的可以详细参考对AMQChannel类的介绍——[五]RabbitMQ-客户端源码之AMQChannel。

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文中开篇的demo示例，采用wireshark工具抓包可得：

这里用来参考，以便更好的阐述Connection类和Channel类。

Connection类
AMQP是一个连接协议. 连接设计为长期的,且可运载多个通道. 连接生命周期是这样的：

• client打开与服务器的TCP/IP连接并发送一个协议头(protocol header).这只是client发送的数据，而不是作为方法格式的数据.
• server使用其协议版本和其它属性，包括它支持安全机制列表(Start方法)进行响应.
• client选择一种安全机制(Start-Ok).
• server开始认证过程, 它使用SASL的质询-响应模型(challenge-response model). 它向客户端发送一个质询(Secure).
• client向server发送一个认证响应(Secure-Ok). 例如，对于使用”plain”机制,响应会包含登录用户名和密码.
  （server 重复质询(Secure) 或转到协商,发送一系列参数，如最大帧大小(Tune).）
• client接受或降低这些参数(Tune-Ok).
• client 正式打开连接并选择一个虚拟主机(Open).
• 服务器确认虚拟主机是一个有效的选择 (Open-Ok).
• 客户端现在使用希望的连接.
• 一个节点(client 或 server) 结束连接(Close).
• 另一个节点对连接结束握手(Close-Ok).
• server 和 client关闭它们的套接字连接.

没有为不完全打开的连接上的错误进行握手. 根据成功协议头协商(后面有详细定义),在发送或收到Open 或Open-Ok之前,如果一个节点检测到错误，这个节点必须关闭socket，而不需要发送任何进一步的数据。

Channel类
AMQP是一个多通道协议. 通道提供了一种方式来将一个重量级TCP/IP连接分成多个轻量级连接。这使得协议对于防火墙更加友好，因为端口使用是可预测的. 这也意味着传输调整和网络服务质量可以得到更好的利用。通道是独立的，它们可以同时执行不同的功能，可用带宽会在当前活动之间共享。这是令人期待的，我们鼓励多线程客户端应用程序经常使用”每个通道一个线程”编程模型.。然而，从单个client打开一个或多个AMQP servers连接也是完全可以接受的.。
通道生命周期如下：

• client打开一个新通道(Open).
• server确认新通道准备就绪(Open-Ok).
• client和server按预期来使用通道.
• 一个节点(client或server) 关闭了通道(Close).
• 另一个节点对通道关闭进行握手(Close-Ok).

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附：本系列全集

1. [Conclusion]RabbitMQ-客户端源码之总结
2. [一]RabbitMQ-客户端源码之ConnectionFactory
3. [二]RabbitMQ-客户端源码之AMQConnection
4. [三]RabbitMQ-客户端源码之ChannelManager
5. [四]RabbitMQ-客户端源码之Frame
6. [五]RabbitMQ-客户端源码之AMQChannel
7. [六]RabbitMQ-客户端源码之AMQCommand
8. [七]RabbitMQ-客户端源码之AMQPImpl+Method
9. [八]RabbitMQ-客户端源码之ChannelN
10. [九]RabbitMQ-客户端源码之Consumer