RabbitMQ消息队列
目录
一、背景介绍
什么叫消息队列
为何用消息队列
消息模型
二、RabbitMQ 基本概念
RabbitMQ 内部结构
交换机(Exchange)
目录
一、背景介绍
什么叫消息队列
为何用消息队列
消息模型
二、RabbitMQ 基本概念
RabbitMQ 内部结构
虚拟主机(Virtual host)
交换机(Exchange)
补充说明：
队列（Queue）
绑定（Binding）
补充说明：
队列（Queue）
绑定（Binding）
一、背景介绍
RabbitMQ是一个由erlang语言开发的AMQP（Advanced Message Queue ）的开源实现中的一种，支持多种客户端，如：Python、Ruby、.NET、Java、JMS、C、PHP、ActionScript、XMPP、STOMP 等，支持 AJAX。
RabbitMQ 即一个消息队列，主要是用来实现应用程序的异步和解耦，同时也能起到消息缓冲，消息分发的作用。
AMQP，即 Advanced Message Queuing Protocol，高级消息队列协议，是应用层协议的一个开放标准，为面向消息的中间件设计。消息中间件主要用于组件之间的解耦，消息的发送者无需知道消息使用者的存在，反之亦然。AMQP 的主要特征是面向消息、队列、路由（包括点对点和发布/订阅）、可靠性、安全。
什么叫消息队列
消息（Message）是指在应用间传送的数据。消息可以非常简单，比如只包含文本字符串，也可以更复杂，可能包含嵌入对象。
消息队列（Message Queue）是一种应用间的通信方式，消息发送后可以立即返回，由消息系统来确保消息的可靠传递。消息发布者只管把消息发布到 MQ 中而不用管谁来取，消息使用者只管从 MQ 中取消息而不管是谁发布的。这样发布者和使用者都不用知道对方的存在。
为何用消息队列
从上面的描述中可以看出消息队列是一种应用间的异步协作机制，那什么时候需要使用 MQ 呢？
以常见的订单系统为例，用户点击【下单】按钮之后的业务逻辑可能包括：扣减库存、生成相应单据、发红包、发短信通知。在业务发展初期这些逻辑可能放在一起同步执行，随着业务的发展订单量增长，需要提升系统服务的性能，这时可以将一些不需要立即生效的操作拆分出来异步执行，比如发放红包、发短信通知等。这种场景下就可以用 MQ ，在下单的主流程（比如扣减库存、生成相应单据）完成之后发送一条消息到 MQ 让主流程快速完结，而由另外的单独线程拉取MQ的消息（或者由 MQ 推送消息），当发现 MQ 中有发红包或发短信之类的消息时，执行相应的业务逻辑。
以上是用于业务解耦的情况，其它常见场景包括最终一致性、广播、错峰流控等等
消息模型
所有 MQ 产品从模型抽象上来说都是一样的过程：
消费者（consumer）订阅某个队列。生产者（producer）创建消息，然后发布到队列（queue）中，最后将消息发送到监听的消费者。
二、RabbitMQ 基本概念
上面只是最简单抽象的描述，具体到 RabbitMQ 则有更详细的概念需要解释。上面介绍过 RabbitMQ 是 AMQP 协议的一个开源实现，所以其内部实际上也是 AMQP 中的基本概念：
RabbitMQ 内部结构
- Message
消息，消息是不具名的，它由消息头和消息体组成。消息体是不透明的，而消息头则由一系列的可选属性组成，这些属性包括routing-key（路由键）、priority（相对于其他消息的优先权）、delivery-mode（指出该消息可能需要持久性存储）等。 - Publisher
消息的生产者，也是一个向交换器发布消息的客户端应用程序。 - Exchange
交换器，用来接收生产者发送的消息并将这些消息路由给服务器中的队列。 - Binding
绑定，用于消息队列和交换器之间的关联。一个绑定就是基于路由键将交换器和消息队列连接起来的路由规则，所以可以将交换器理解成一个由绑定构成的路由表。也就是交换机需要和队列相绑定，是多对多的关系。 - Queue
消息队列，用来保存消息直到发送给消费者。它是消息的容器，也是消息的终点。一个消息可投入一个或多个队列。消息一直在队列里面，等待消费者连接到这个队列将其取走。 - Connection
网络连接，比如一个TCP连接。 - Channel
信道，多路复用连接中的一条独立的双向数据流通道。信道是建立在真实的TCP连接内地虚拟连接，AMQP 命令都是通过信道发出去的，不管是发布消息、订阅队列还是接收消息，这些动作都是通过信道完成。因为对于操作系统来说建立和销毁 TCP 都是非常昂贵的开销，所以引入了信道的概念，以复用一条 TCP 连接。 - Consumer
消息的消费者，表示一个从消息队列中取得消息的客户端应用程序。 - Virtual Host
虚拟主机，表示一批交换器、消息队列和相关对象。虚拟主机是共享相同的身份认证和加密环境的独立服务器域。每个 vhost 本质上就是一个 mini 版的 RabbitMQ 服务器，拥有自己的队列、交换器、绑定和权限机制。vhost 是 AMQP 概念的基础，必须在连接时指定，RabbitMQ 默认的 vhost 是 / 。 - Broker
表示消息队列服务器实体。
那么，其中比较重要的概念有 4 个，分别为：虚拟主机，交换机，队列，和绑定。
- 虚拟主机：一个虚拟主机持有一组交换机、队列和绑定。为什么需要多个虚拟主机呢？很简单， RabbitMQ 当中，用户只能在虚拟主机的粒度进行权限控制。 因此，如果需要禁止A组访问B组的交换机/队列/绑定，必须为A和B分别创建一个虚拟主机。每一个 RabbitMQ 服务器都有一个默认的虚拟主机“/”。
- 交换机：Exchange 用于转发消息，但是它不会做存储 ，如果没有 Queue bind 到 Exchange 的话，它会直接丢弃掉 Producer 发送过来的消息。
这里有一个比较重要的概念：路由键 。消息到交换机的时候，交互机会转发到对应的队列中，那么究竟转发到哪个队列，就要根据该路由键。 - 绑定：也就是交换机需要和队列相绑定，这其中如上图所示，是多对多的关系。
虚拟主机(Virtual host)
AMQP核心概念
Virtual host：虚拟地址，用于进行逻辑隔离，最上层的消息路由。
一个 Virtual Host里面可以有若干个 Exchange和 Queue，同一个 Virtual Host里面不能有相同名称的 Exchange或 Queue
交换机(Exchange)
交换机的功能主要是接收消息根据路由规则并且转发到绑定的队列，交换机不存储消息，在启用ack模式后，交换机找不到队列会返回错误。交换机有四种类型：Direct, topic, Headers and Fanout
- Direct：direct 类型的行为是"先匹配, 再投送". 即在绑定时设定一个 routing_key, 消息的routing_key 匹配时, 才会被交换器投送到绑定的队列中去.
- Topic：按规则转发消息（最灵活）
- Headers：设置 header attribute 参数类型的交换机
- Fanout：转发消息到所有绑定队列
Direct Exchange
Direct Exchange 是 RabbitMQ 默认的交换机模式，也是最简单的模式，根据key全文匹配去寻找队列。
消息中的路由键（routing key）如果和 Binding 中的 binding key 一致， 交换器就将消息发到对应的队列中。路由键与队列名完全匹配，如果一个队列绑定到交换机要求路由键为“dog”，则只转发 routing key 标记为“dog”的消息，不会转发“dog.puppy”，也不会转发“dog.guard”等等。它是完全匹配、单播的模式。
Topic Exchange
Topic Exchange 转发消息主要是根据通配符。 在这种交换机下，队列和交换机的绑定会定义一种路由模式，那么，通配符就要在这种路由模式和路由键之间匹配后交换机才能转发消息。
在这种交换机模式下：
- 路由键必须是一串字符，用句号（
.） 隔开，比如说 agreements.us，或者 agreements.eu.stockholm 等。 - 路由模式必须包含一个 星号（
*），主要用于匹配路由键指定位置的一个单词，比如说，一个路由模式是这样子：agreements..b.*，那么就只能匹配路由键是这样子的：第一个单词是 agreements，第四个单词是 b。 井号（#）就表示相当于一个或者多个单词，例如一个匹配模式是 agreements.eu.berlin.#，那么，以agreements.eu.berlin 开头的路由键都是可以的。
具体代码发送的时候还是一样，第一个参数表示交换机，第二个参数表示 routing key，第三个参数即消息。如下：
rabbitTemplate.convertAndSend("testTopicExchange","key1.a.c.key2", " this is RabbitMQ!");
topic 和 direct 类似, 只是匹配上支持了"模式", 在"点分"的 routing_key 形式中, 可以使用两个通配符:
*表示一个词.#表示零个或多个词.
Headers Exchange
headers 也是根据规则匹配, 相较于 direct 和 topic 固定地使用 routing_key , headers 则是一个自定义匹配规则的类型.
在队列与交换器绑定时, 会设定一组键值对规则, 消息中也包括一组键值对( headers 属性), 当这些键值对有一对, 或全部匹配时, 消息被投送到对应队列.
Fanout Exchange
Fanout Exchange 消息广播的模式，不管路由键或者是路由模式，会把消息发给绑定给它的全部队列，如果配置了 routing_key 会被忽略。
| 类型名称 | 类型描述 |
| fanout | 把所有发送到该Exchange的消息路由到所有与它绑定的Queue中 |
| direct | Routing Key==Binding Key |
| topic | 我这里自己总结的简称模糊匹配 |
| headers | Exchange不依赖于routing key与binding key的匹配规则来路由消息，而是根据发送的消息内容中的headers属性进行匹配。 |
队列（Queue）
Queue：也称为 Message Queue，消息队列，保存消息并将它们转发给消费者。Queue（队列）RabbitMQ的作用是存储消息，队列的特性是先进先出。上图可以清晰地看到Client A和Client B是生产者，生产者生产消息最终被送到RabbitMQ的内部对象Queue中去，而消费者则是从Queue队列中取出数据。可以简化成表示为：
生产者Send Message “A”被传送到Queue中，消费者发现消息队列Queue中有订阅的消息，就会将这条消息A读取出来进行一些列的业务操作。这里只是一个消费正对应一个队列Queue，也可以多个消费者订阅同一个队列Queue，当然这里就会将Queue里面的消息平分给其他的消费者，但是会存在一个一个问题就是如果每个消息的处理时间不同，就会导致某些消费者一直在忙碌中，而有的消费者处理完了消息后一直处于空闲状态，因为前面已经提及到了Queue会平分这些消息给相应的消费者。这里我们就可以使用prefetchCount来限制每次发送给消费者消息的个数。详情见下图所示：
这里的prefetchCount=1是指每次从Queue中发送一条消息来。等消费者处理完这条消息后Queue会再发送一条消息给消费者。
绑定（Binding）
Binding:Exchange和 Queue之间的虚拟连接， binding中可以包含 routing key
那么Exchange是怎样将消息准确的推送到对应的Queue的呢？那么这里的功劳最大的当属Binding，RabbitMQ是通过Binding将Exchange和Queue链接在一起，这样Exchange就知道如何将消息准确的推送到Queue中去。简单示意图如下所示：
在绑定（Binding）Exchange和Queue的同时，一般会指定一个Binding Key，生产者将消息发送给Exchange的时候，一般会产生一个Routing Key，当Routing Key和Binding Key对应上的时候，消息就会发送到对应的Queue中去。那么Exchange有四种类型，不同的类型有着不同的策略。也就是表明不同的类型将决定绑定的Queue不同，换言之就是说生产者发送了一个消息，Routing Key的规则是A，那么生产者会将Routing Key=A的消息推送到Exchange中，这时候Exchange中会有自己的规则，对应的规则去筛选生产者发来的消息，如果能够对应上Exchange的内部规则就将消息推送到对应的Queue中去。
补充说明：
ConnectionFactory、Connection、Channel
ConnectionFactory、Connection、Channel都是RabbitMQ对外提供的API中最基本的对象。Connection是RabbitMQ的socket链接，它封装了socket协议相关部分逻辑。ConnectionFactory为Connection的制造工厂。
Channel是我们与RabbitMQ打交道的最重要的一个接口，我们大部分的业务操作是在Channel这个接口中完成的，包括定义Queue、定义Exchange、绑定Queue与Exchange、发布消息等。
Connection就是建立一个TCP连接，生产者和消费者的都是通过TCP的连接到RabbitMQ Server中的，这个后续会再程序中体现出来。
Channel虚拟连接，建立在上面TCP连接的基础上，数据流动都是通过Channel来进行的。为什么不是直接建立在TCP的基础上进行数据流动呢？如果建立在TCP的基础上进行数据流动，建立和关闭TCP连接有代价。频繁的建立关闭TCP连接对于系统的性能有很大的影响，而且TCP的连接数也有限制，这也限制了系统处理高并发的能力。但是，在TCP连接中建立Channel是没有上述代价的。
Routing key：一个路由规则，虚拟机可用它来确定如何路由一个特定消息
文章整理参考：
https://www.cnblogs.com/ityouknow/p/6120544.html
https://www.jianshu.com/p/79ca08116d57