RabbitMQ的交换机exchange介绍

RabbitMQ的Exchange（交换器）分为四类：
direct（默认）
headers
fanout
topic

其中headers交换器允许你匹配AMQP消息的header而非路由键，除此之外headers交换器和direct交换器完全一致，但性能却很差，几乎用不到

一、direct交换机
direct为默认的交换器类型，也非常的简单，如果路由键匹配的话，消息就投递到相应的队列，如图：

使用代码：channel.basicPublish("", QueueName, null, message)推送direct交换器消息到对于的队列，空字符为默认的direct交换器，用队列名称当做路由键。

代码示例:
发送端

Connection conn = connectionFactoryUtil.GetRabbitConnection();
Channel channel = conn.createChannel();
// 声明队列【参数说明：参数一：队列名称，参数二：是否持久化；参数三：是否独占模式；参数四：消费者断开连接时是否删除队列；参数五：消息其他参数】
channel.queueDeclare(config.QueueName, false, false, false, null);
String message = String.format("当前时间：%s", new Date().getTime());
// 推送内容【参数说明：参数一：交换机名称；参数二：队列名称，参数三：消息的其他属性-路由的headers信息；参数四：消息主体】
channel.basicPublish("", config.QueueName, null, message.getBytes("UTF-8"));

接收端，
持续接收消息：

Connection conn = connectionFactoryUtil.GetRabbitConnection();
Channel channel = conn.createChannel();
// 声明队列【参数说明：参数一：队列名称，参数二：是否持久化；参数三：是否独占模式；参数四：消费者断开连接时是否删除队列；参数五：消息其他参数】
channel.queueDeclare(config.QueueName, false, false, false, null);
Consumer defaultConsumer = new DefaultConsumer(channel) {
	@Override
	public void handleDelivery(String consumerTag, Envelope envelope, AMQP.BasicProperties properties,
			byte[] body) throws IOException {
		String message = new String(body, "utf-8"); // 消息正文
		System.out.println("收到消息 => " + message);
		channel.basicAck(envelope.getDeliveryTag(), false); // 手动确认消息【参数说明：参数一：该消息的index；参数二：是否批量应答，true批量确认小于当前id的消息】
	}
};
channel.basicConsume(config.QueueName, false, "", defaultConsumer);

接收端，获取单条消息

Connection conn = connectionFactoryUtil.GetRabbitConnection();
Channel channel = conn.createChannel();
channel.queueDeclare(config.QueueName, false, false, false, null);
GetResponse resp = channel.basicGet(config.QueueName, false);
String message = new String(resp.getBody(), "UTF-8");
channel.basicAck(resp.getEnvelope().getDeliveryTag(), false); // 消息确认

持续消息获取使用：basic.consume；单个消息获取使用：basic.get。

注意：不能使用for循环单个消息消费来替代持续消息消费，因为这样性能很低；

几个特性:
1、消息的发后既忘特性
发后既忘模式是指接受者不知道消息的来源，如果想要指定消息的发送者，需要包含在发送内容里面，这点就像我们在信件里面注明自己的姓名一样，只有这样才能知道发送者是谁。

2、消息确认
消息接收到之后必须使用channel.basicAck()方法手动确认（非自动确认删除模式下）

消息收到未确认会怎么样？

如果应用程序接收了消息，因为bug忘记确认接收的话，消息在队列的状态会从“Ready”变为“Unacked”，如图：

如果消息收到却未确认，Rabbit将不会再给这个应用程序发送更多的消息了，这是因为Rabbit认为你没有准备好接收下一条消息。

此条消息会一直保持Unacked的状态，直到你确认了消息，或者断开与Rabbit的连接，Rabbit会自动把消息改完Ready状态，分发给其他订阅者。

3、消息确认demo

Connection conn = connectionFactoryUtil.GetRabbitConnection();
Channel channel = conn.createChannel();
channel.queueDeclare(config.QueueName, false, false, false, null);
GetResponse resp = channel.basicGet(config.QueueName, false);
String message = new String(resp.getBody(), "UTF-8");
channel.basicAck(resp.getEnvelope().getDeliveryTag(), false);

channel.basicAck(long deliveryTag, boolean multiple)为消息确认，参数1：消息的id；参数2：是否批量应答，true批量确认消息id的消息。

4、消息拒绝
消息在确认之前，可以有两个选择：
选择1：断开与Rabbit的连接，这样Rabbit会重新把消息分派给另一个消费者；
选择2：拒绝Rabbit发送的消息使用channel.basicReject(long deliveryTag, boolean requeue)，
参数1：消息的id；
参数2：处理消息的方式，如果是true，Rabbib会重新分配这个消息给其他订阅者，如果设置成false的话，Rabbit会把消息发送到一个特殊的“死信”队列，用来存放被拒绝而不重新放入队列的消息。

消息拒绝Demo：

Connection conn = connectionFactoryUtil.GetRabbitConnection();
Channel channel = conn.createChannel();
channel.queueDeclare(config.QueueName, false, false, false, null);
GetResponse resp = channel.basicGet(config.QueueName, false);
String message = new String(resp.getBody(), "UTF-8");
channel.basicReject(resp.getEnvelope().getDeliveryTag(), true); //消息拒绝

二、fanout交换器——发布/订阅模式
fanout是一种发布/订阅模式的交换器，当你发送一条消息的时候，交换器会把消息广播到所有附加到这个交换器的队列上。

比如用户上传了自己的头像，这个时候图片需要清除缓存，同时用户应该得到积分奖励，你可以把这两个队列绑定到图片上传的交换器上，这样当有第三个、第四个上传完图片需要处理的需求的时候，原来的代码可以不变，只需要添加一个得到积分奖励的订阅消息即可，这样发送方和消费者的代码完全解耦，并可以轻而易举的添加新功能了。

和direct交换器不同，我们在发送消息的时候新增channel.exchangeDeclare(ExchangeName, “fanout”)，这行代码声明fanout交换器。

发送端：

final String ExchangeName = "fanoutec"; // 交换器名称
Connection conn = connectionFactoryUtil.GetRabbitConnection();
Channel channel = conn.createChannel();
channel.exchangeDeclare(ExchangeName, "fanout"); // 声明fanout交换器
String message = "时间：" + new Date().getTime();
channel.basicPublish(ExchangeName, "", null, message.getBytes("UTF-8"));

接受消息不同于direct，我们需要声明fanout路由器，并使用默认的队列绑定到fanout交换器上。
接收端

Connection conn = connectionFactoryUtil.GetRabbitConnection();
Channel channel = conn.createChannel();
channel.exchangeDeclare(ExchangeName, "fanout"); // 声明fanout交换器
String queueName = channel.queueDeclare().getQueue(); // 声明队列
channel.queueBind(queueName, ExchangeName, "");
Consumer consumer = new DefaultConsumer(channel) {
	@Override
	public void handleDelivery(String consumerTag, Envelope envelope, AMQP.BasicProperties properties,
			byte[] body) throws IOException {
		String message = new String(body, "UTF-8");
	}
};
channel.basicConsume(queueName, true, consumer);

fanout和direct的区别最多的在接收端，fanout需要绑定队列到对应的交换器用于订阅消息。

其中channel.queueDeclare().getQueue()为随机队列，Rabbit会随机生成队列名称，一旦消费者断开连接，该队列会自动删除。

注意：对于fanout交换器来说routingKey（路由键）是无效的，这个参数是被忽略的。

三、topic交换器——匹配订阅模式
topic交换器运行和fanout类似，但是可以更灵活的匹配自己想要订阅的信息，这个时候routingKey路由键就排上用场了，使用路由键进行消息（规则）匹配。

假设我们现在有一个日志系统，会把所有日志级别的日志发送到交换器，warning、log、error、fatal，但我们只想处理error以上的日志，要怎么处理？这就需要使用topic路由器了。

topic路由器的关键在于定义路由键，定义routingKey名称不能超过255字节，使用“.”作为分隔符，例如：com.mq.rabbit.error。

消费消息的时候routingKey可以使用下面字符匹配消息：

"*"匹配一个分段(用“.”分割)的内容；
"#"匹配0和多个字符；
例如发布了一个“com.mq.rabbit.error”的消息：
能匹配上的路由键：

cn.mq.rabbit.*
cn.mq.rabbit.#
#.error
cn.mq.#

不能匹配上的路由键：

cn.mq.*
*.error
*
所以如果想要订阅所有消息，可以使用“#”匹配。

注意：fanout、topic交换器是没有历史数据的，也就是说对于中途创建的队列，获取不到之前的消息。

发布端：

String routingKey = "com.mq.rabbit.error";
Connection conn = connectionFactoryUtil.GetRabbitConnection();
Channel channel = conn.createChannel();
channel.exchangeDeclare(ExchangeName, "topic"); // 声明topic交换器
String message = "时间：" + new Date().getTime();
channel.basicPublish(ExchangeName, routingKey, null, message.getBytes("UTF-8"));

接收端：

Connection conn = connectionFactoryUtil.GetRabbitConnection();
Channel channel = conn.createChannel();
channel.exchangeDeclare(ExchangeName, "topic"); // 声明topic交换器
String queueName = channel.queueDeclare().getQueue(); // 声明队列
String routingKey = "#.error";
channel.queueBind(queueName, ExchangeName, routingKey);
Consumer consumer = new DefaultConsumer(channel) {
	@Override
	public void handleDelivery(String consumerTag, Envelope envelope, AMQP.BasicProperties properties,
			byte[] body) throws IOException {
		String message = new String(body, "UTF-8");
		System.out.println(routingKey + "|接收消息 => " + message);
	}
};
channel.basicConsume(queueName, true, consumer);

四、headers类型的交换机

1、消息分发规则：headers类型的交换机分发消息不依赖routingKey,是使用发送消息时basicProperties对象中的headers来匹配的。headers是一个键值对类型，发送者发送消息时将这些键值对放到basicProperties对象中的headers字段中，队列绑定交换机时绑定一些键值对，当两者匹配时，队列就可以收到消息。匹配模式有两种，在队列绑定到交换机时用x-match来指定，all代表定义的多个键值对都要满足，而any则代码只要满足一个就可以了。fanout，direct，topic exchange的routingKey都需要要字符串形式的，而headers exchange则没有这个要求，因为键值对的值可以是任何类型。

2、图示说明：
消息1附带的键值对与Q9绑定键值对的color匹配、speed不匹配，但是Q9的x-match设置为any，因此只要有一项匹配消息1就可以被分发到Q9。消息1与Q10完全匹配，消息2与Q10部分匹配，由于Q10的x-match设置为all,所以只能接受到消息1。

3、代码示例

生产者示例：

//声明转发器和类型headers  
        channel.exchangeDeclare(EXCHANGE_NAME, ExchangeTypes.HEADERS,false,true,null);  
        String message = "消息1";  
        Map<String,Object> headers =  new Hashtable<String, Object>();  
        headers.put("aaa", "01234");  
        Builder properties = new BasicProperties.Builder();  
        properties.headers(headers);  
        // 指定消息发送到的转发器,绑定键值对headers键值对  
        channel.basicPublish(EXCHANGE_NAME, "",properties.build(),message.getBytes());

消费者示例：

 //声明转发器和类型headers  
        channel.exchangeDeclare(EXCHANGE_NAME, ExchangeTypes.HEADERS,false,true,null);  
        channel.queueDeclare(QUEUE_NAME,false, false, true,null);  

        Map<String, Object> headers = new Hashtable<String, Object>();  
        headers.put("x-match", "any");//all any  
        headers.put("aaa", "01234");  
        headers.put("bbb", "56789");  
        // 为转发器指定队列，设置binding 绑定header键值对  
        channel.queueBind(QUEUE_NAME, EXCHANGE_NAME,"", headers);  
        QueueingConsumer consumer = new QueueingConsumer(channel);  
        // 指定接收者，第二个参数为自动应答，无需手动应答  
        channel.basicConsume(QUEUE_NAME, true, consumer);  
        while (true) {  
            QueueingConsumer.Delivery delivery = consumer.nextDelivery();  
            String message = new String(delivery.getBody());  
            System.out.println(message);  
        } 

示例代码API介绍：
（1） channel.exchangeDeclare(exchange, type, durable, autoDelete, arguments)；
exchange:交换机名
type：交换机类型
durable:持久化标志
autoDelete:自动删除
arguments:扩展参数，具体如下表

(2）channel.queueBind(queue, exchange, routingKey, arguments)；
queue:队列名
exchange:交换机名
routingKey:选择键（路由键）
arguments:headers类型交换机绑定时指定的键值对

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