《RabbitMQ实战指南》读书笔记——基础篇（Chapter 1~3）

1、什么是MQ

    MQ有点对点（P2P，Point-to-Point）和发布/订阅（Pub/Sub）两种模式。RabbitMQ属于P2P模式，但也可以通过将消息写入多个队列来实现发布订阅，如图所示。

    MQ的作用概括如下：解耦（两边处理过程独立）、冗余（存储）、扩展性、削峰、可恢复性、顺序保证（一定程度上）、缓冲（控制数据流速度）、异步通信。

    RabbitMQ是Erlang实现的AMQP（高级消息队列协议）的消息中间件，两者的模型架构一样。AMPQ协议可以看作结构化命令的集合，有Module Layer（定义命令）、Session Layer（为通信提供可靠性机制）、Transport Layer（物理层、链路层）三层。RabbitMQ有可靠性、路由灵活、扩展性、高可用性（镜像）、支持多种协议、多语言客户端、管理界面、插件机制等特点。运行时可以通过rabbitmq-server -detached以守护线程的方式在后台运行，默认端口号5672。

 

2、概念

    从生产者到消费者，分为Producer，Exchange，Queue和Consumer，Exchange和Queue合称Broker，可以看作一个RabbitMQ服务节点，即一台服务器。Queue实际存储消息，而Exchange相对而言并不消耗性能。

    消息分为消息体（payload）和标签（label），标签表述这条消息，比如exchange名称或者routing key，消息路由时标签会丢弃，进入队列的只有消息体。

    RabbitMQ不支持队列层面的广播消费，多个消费者订阅同一队列时会轮询，一条消息只能被一个Consumer消费，如果需要广播消费需要二次开发或者使用冗余的队列。

    Producer发送给Exchange时需要routing key，Exchange绑定Queue时需要binding key，两者是不一样的，需要联合使用才能生效，但有时会统称为路由键，同一组Exchange和Queue绑定时可以使用多个binding key。

    Exchange有fanout（把消息路由到所有与该Exchange绑定的Queue中）、direct（routing key=binding key）、topic（模糊匹配，如图）、headers（绑定Exchange和Queue时指定一组键值对，只有与消息体中的headers完全一致时才会路由到该队列，性能差，不实用）四种类型。

    RabbitMQ的API中通过channel（信道）来执行操作（创建Exchange和Queue等），channel是建立在Connection（TCP连接）之上的虚拟连接，复用了TCP连接，适用于channel流量不大时，流量很大时多开辟Connection。每个channel有唯一的ID，通常线程和channel一一对应。

    如下列出了一些常用API。

// 设置最大未确认ACK数量
channel.basicQos(64);

// 拉模式
channel.basicGet();

// 请求Broker重新发送未被确认的消息
channel.basicRecover();

// 发送消息
channel.basicPublish();

// 确认
channel.basicAck();

// 声明交换器
channel.exchangeDeclare();

// 声明队列
channel.queueDeclare();

// 队列与交换器绑定
channel.queueBind()；

 

3、API详解

（1）Connection，channel

ConnectionFactory factory = new Connection Factory();
factory.setUri("amqp://userName:password@ipAddress：portNumber/virtualHost");
Connection conn = factory.newConnection();
Channel channel = conn.createChannel(); 

    也可以单独设置factory的这些参数。应用程序应该为每一个线程开辟一个channel，channel有isOpen()方法，if(channel.isOpen()){...}，但要在if最外层加同步，不推荐使用，如果channel使用时处于关闭状态会抛出ShutdownSignalException。

（2）exchangeDeclare

Exchange.DeclareOk exchangeDeclare(String exchange, String type, boolean durable, boolean autoDelete, boolean internal, Map arguments) throws IOEXception;

    exchangeDeclare有多个重载方法，exchange是交换器名称，type是交换器类型，durable表示是否持久化，autoDelete是否自动删除，自动删除的前提是至少有一个Queue或者Exchange与该Exchange绑定之后，都与该Exchange解绑，即无Queue/Exchange与该Exchange绑定时。internal表示是否是内置交换器，内置交换器无法直接接收消息，只能通过Exchange路由到内置交换器。argument表示其他参数。

    此外还有void exchangeDeclareNoWait方法，不等待Broker返回（exchangeDeclare等待Broker返回Exchange.DeclareOk）， 不推荐使用，因为客户端可能会在exchange没创建好时就使用它。

（3）queueDeclare

Queue.DeclareOk queueDeclare(String queue, boolean durable, boolean exclusive, boolean autoDelete, Map argments) throws IOException;

    不带任何参数的queueDeclare默认创建排他的、自动删除的、非持久化的队列。排他队列基于Connection可见，同一个Connection里的不同channel可共用，如果一个Connection声明了排他队列，其他Connection不允许声明同名队列。如果Connection关闭或者客户端退出，该排他队列会被自动删除（无论是否持久化），适用于一个客户端同时发送和读取消息的场景。

    autoDelete的前提是有消费者连接到这个队列，之后所有与这个队列连接的消费者都断开。

    如果订阅了一个队列，就无法声明队列了，必须取消订阅，将信道置为传输模式才能声明队列。即同一个channel不能同时生产和消费。

    同样的，也有queueDeclareNoWait方法，还有Queue.PurgeOk queuePurge(String queue) throws IOException方法清空队列（不删除队列）。

（4）queueBind，绑定队列和交换器

Queue.BindOk queueBind(String queue, String exchange, String routingKey, Map arguments) throws IOException;

（5）exchangeBind，交换器与交换器绑定

Exchange.BindOk exchangeBind(String destination, String source, String routingKey, Map arguments) throws IOException;

（6）basicPublish，发送消息

void basicPublish(String exchange, String routingKey, boolean mandatory, boolean imediate, BasicProperties props, byte[] body) throws IOException;

    props是消息的基本属性集，有contentType, contentEncoding, headers, deliveryMode, priority, correlationId, replyTo, expiration, messageId, timestamp, type, userId, appId, clusterId等14个属性。

    当mandatory为true时，Exchange找不到合适队列时会将消息返回给生产者（Basic.return），为false时丢弃消息，生产者通过channel.addReturnListener添加ReturnListener监听器来获取丢弃的消息。

    当immediate为true时，如果队列上没有消费者，则将消息返回给生产者，不用将消息存入队列等待消费者。即mandatory找不到队列时返回，immediate找不到消费者时返回。RabbitMQ 3.0之后去掉了对immediate的支持，官方的解释是会影响镜像队列的功能，增加复杂性，建议采用TTL和DLX（死信交换器）替代（设置很短的TTL，没有消费者则进入DLX）。

（7）消费分为推模式（Push，持续接收，Basic.Consume）和拉模式（Pull，接收单条，Basic.Get）

    推模式：

String basicConsume(String queue, boolean autoAck, String consumerTag, boolean noLocal, boolean exclusive, Map arguments, Consumer callback) throws IOException;

    Basic.Consume将channel置为投递模式。当autoAck为false，会等待消费者显示ACK（Basic.Ack）之后才从内存或磁盘中移除消息；为true时，发送完消息会自动删除，会导致消息丢失。如果RabbitMQ一直没有收到确认信号，并且消费者断开了连接，会将消息重新发送给下一个消费者。RabbitMQ不会为未确认的消息设置过期时间，重新投递的唯一依据是消费者连接是否已经断开（RabbitMQ允许消费者消费消息很久，所以如果消费者很久未收到消息，可以重新连接）。

    consumerTag用来区分多个消费者；noLocal为true表示不能将同一个Connection中生产者的消息发送给该Connection中的消费者；exclusive设置是否排他；Consumer的实现通常选用DefaultConsumer，重写handleDelivery方法。通常的做法是一个channel对应一个消费者，也可以对应多个，但是同一时刻只有一个消费者在消费。

    拉模式

GetResponse basicGet(String queue, boolean autoAck) throws IOException;

    单条地获取消息，不能循环get来代替Basic.Consume，性能很差，Basic.Get类似于TCP里的停等协议，而Basic.Consume类似于滑动窗口，可以通过Basic.Qos限制最大未ACK的消息数量。

（8）确认与拒绝

void basicReject(long deliveryTag, boolean requeue) throws IOException;

    basicReject只能拒绝单条消息，deliveryTag可以看做消息编号，requeue表示是否重新入队和发送。

void basicNack(long deliveryTag, boolean multiple, boolean requeue) throws IOException;

    multiple为false时和basicReject方法一样，为true表示拒绝deliveryTag编号之前所有未ACK的消息。

Basic.RecoverOk basicRecover(boolean requeue) throws IOException;

    重发消息，requeue为true可能会分配给不同的消费者（默认），为false发送给原消费者。

（9）关闭连接

    channel.close()不是必须的，connection.close()的时候channel会自动关闭。channel和connection有Open、Closing、Closed三种状态，转变为Closed时会调用ShutDownListener，可以获取到关闭原因。如果将ShutDownListener注册到Closed的对象上会立即执行。