RabbitMQ 的核心组件&工作原理【很重要】

RabbitMQ 最初起源于金融系统，用于在分布式系统中存储转发消息，在易用性、扩展性、高可用性等方面都表现不俗，也是目前社区活跃度较高的消息中间件之一。本文我们就来看看RabbitMQ很重要的核心的组件。

一、RabbitMQ简介

RabbitMQ是一个用Erlang语言开发的、实现了AMQP协议的消息中间件。

AMQP ：Advanced Message Queue，高级消息队列协议。它是应用层协议的一个开放标准，为面向消息的中间件设计，基于此协议的客户端与消息中间件可传递消息，并不受产品、开发语言等条件的限制。

二、为什么选择RabbitMQ

• 除了Qpid，RabbitMQ是唯一一个实现了AMQP标准的消息服务器；
• 可靠性，RabbitMQ的持久化支持，保证了消息的稳定性；
• 高并发，RabbitMQ使用Erlang语言开发，Erlang是一种面向并发的编程语言，天生自带高并发和高可用特性；
• 集群部署简单，正是因为Erlang使得RabbitMQ集群部署变的超级简单；
• 社区活跃度高；

三、RabbitMQ的核心组件

重头戏！很重要！

下图是RabbitMQ的结构模型，生产者发送消息给交换机，交换机根据路由规则，将不同的消息路由到不同的队列（什么是路由规则继续往下看），消费者订阅/监听队列，当有消息过来时，就立即消费。对着图，我们先来搞懂RabbitMQ中几个非常非常重要的概念。

> Broker

Broker简单理解就是RabbitMQ服务器，图中灰色的整个部分。后面说Broker说的就是RabbitMQ服务器。

> vHost 虚拟主机

每一个RabbitMQ服务器可以开设多个虚拟主机vhost（图中粉色的部分），或者说每一个Broker里可以开设多个vhost，每一个vhost本质上是一个mini版的RabbitMQ服务器，拥有自己的 "交换机exchange、绑定Binding、队列Queue"，更重要的是每一个vhost拥有独立的权限机制，这样就能安全地使用一个RabbitMQ服务器来服务多个应用程序，其中每个vhost服务一个应用程序。

每一个RabbitMQ服务器都有一个默认的虚拟主机 "/"，客户端连接RabbitMQ服务时须指定vHost，如果不指定默认连接的就是"/"。

> Exchange 交换机

交换机的作用就是根据路由规则，将消息转发到对应的队列上。

> Connection

我们知道无论是生产者还是消费者，都需要和 Broker 建立连接，这个连接就是Connection（看图），是一条 TCP 连接 ，一个生产者或一个消费者与 Broker 之间只有一个Connection，即只有一条TCP连接。

> ConnectionFactory

Connection工厂，负责创建和管理Connection的。

> Channel

信道是建立在真实的TCP连接内的虚拟连接（图中白色的channel）。AMQP的命令都是通过信道发送出去的，每条信道都会被指派一个唯一ID，不论是发布消息、订阅队列还是接收消息都是通过信道完成的。一个TCP连接下包含多个信道，实现共用TCP、减少TCP创建和销毁的开销。

> Routing key

Routing key是消息头的属性，生产者将消息发送到交换机时，会在消息头上携带一个 key，这个 key就是routing key，来指定这个消息的路由规则。

> Binding

绑定，可以理解成一个动词，它的作用就是把exchange和queue按照路由规则绑定起来。

> Binding key

在绑定Exchange与Queue时，一般会指定一个binding key，生产者将消息发送给Exchange时，消息头上会携带一个routing key，当binding key与routing key相匹配时，消息将会被路由到对应的Queue中。

如果上面的各个核心概念看完了还有点迷糊，没关系，继续往下看。

四、消息是怎么从生产者到消费者的？

首先，生产者发送消息到交换机，消息头上携带一个routing key，通过routing key，交换机就知道该把消息发到哪个队列，随后交换机把消息发送到相应的队列中，再由队列将消息发送给消费者，消费者监听(订阅)某些队列，当有消息过来时，就立即处理消息。

五、交换机如何路由消息到队列

上面我们说了，生产者发送消息给交换机，消息头上会携带一个routing key，通过routing key，交换机就知道该把消息分发到哪个队列，那么交换机根据routing key如何判断这个消息应该路由到哪个队列呢？或者说交换机的路由规则是什么样的呢？

※ RabbitMQ 的交换机有四种类型：fanout、direct、topic、headers。

> fanout

fanout 交换机就跟广播一样，对消息不作选择地分发给所有绑定的队列。

> direct

在 direct 模式里，交换机和队列之间绑定了一个 key（这个key就是Binding key），只有消息的 Routing key 与Binding key 相同时，交换机才会把消息发给该队列。

如上图，消息的Routing key 为 orange 时，消息将进入队列 Q1，Routing key 为 black 或green 时，消息将进入队列Q2。若消息的 key 是其他字符串，被交换机直接遗弃。

同时，交换机也支持多重绑定。不同的队列可以用相同的Binding key与同一交换机绑定。如上图，当消息的Routing key为black时，消息将进入 Q1 和 Q2。

> topic

topic模式即主题模式，通过模式匹配来路由到队列。topic 模式的Routing key必须具有固定的格式：以 . 间隔的一串单词，

比如：quick.orange.rabbit，Routing key 最多不能超过255byte。

交换机和队列的Binding key用通配符来表示，有两种语法：

    * 可以替代一个单词；

    # 可以替代 0 或多个单词；

上图中，Q1与交换机的Binding kye为"*.orange.*"，当消息的Routing key为三个单词，且中间的单词为 orange 时，消息将进入 Q1。Q2 与 exchange的Binding key 为 "rabbit.#"，当消息的Routing key以 rabbit 开头时，消息将进入 Q2 。

> headers

不常用，headers交换机是通过Headers头部来将消息映射到队列的，Headers头部携带一个Hash结构，Hash结构中要求携带一个键"x-match"，这个键的Value可以是any或者all，这代表消息携带的Hash是需要全部匹配(all)，还是仅匹配一个键(any)就可以了。相比直连交换机，首部交换机的优势是匹配的规则不被限定为字符串String类型。

> 默认交换机

default Exchange，默认交换机的名字是空字符串。

如果在发送消息时不指定交换机的名称，那么就会发到"默认交换机"上。默认的Exchange不进行Binding操作，任何发送到该Exchange的消息都会被转发到"Queue名字和Routing key相同的队列"中，如果vhost中不存在和Routing key同名的队列，则该消息会被抛弃。

要学习RabbitMQ，先掌握RabbitMQ的结构模型很重要，以及它们之间的工作模式，希望多加揣摩理解。