RabbitMQ交换机详解

交换机概念

Exchange：交换机，接收消息，并根据路由键转发消息到绑定的队列
如图为官网提供的模型，蓝色框表示Send Message，Client端把消息投递到Exchange上，通过RoutingKey路由关系将消息路由到指定的队列，绿色框代表Receive Message，Client端和队列建立监听，然后去接收消息。红色框代表RabbitMQ Server，黄色框表示RoutingKey，即Exchange和Queue需要建立绑定关系。

交换机属性

• Name: 交换机名称
• Type: 交换机类型，direct、topic、 fanout、 headers
• Durability: 是否需要持久化
• Auto Delete: 当最后一个绑定到Exchange上的队列删除后，自动删除该Exchange
• Internal: 当前Exchange是否用于RabbitMQ内部使用，默认为False
• Arguments: 扩展参数，用于扩展AMQP协议定制化使用

Direct Exchange

直连方式，所有发送到 Direct Exchange 的消息被转发到RouteKey中指定的Queue
注意：Direct模式可以使用RabbitMQ自带的Exchange：default Exchange，所以不需要将Exchange进行任何绑定(binding)操作，消息传递时，RouteKey必须完全匹配才会被队列接收，否则该消息会被抛弃。

看一下 Direct Exchange 的图解，其实意思就是说指定了RoutingKey的消息会被投递到绑定关系与该key值相同的队列上。

生产端

指定投递的Exchange和相应的RontingKey进行发送消息

public class Producer4DirectExchange {

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        
        //1 创建ConnectionFactory
        ConnectionFactory connectionFactory = new ConnectionFactory();
        connectionFactory.setHost("192.168.43.157");
        connectionFactory.setPort(5672);
        connectionFactory.setVirtualHost("/");
        
        //2 创建Connection
        Connection connection = connectionFactory.newConnection();
        
        //3 创建Channel
        Channel channel = connection.createChannel();  
        
        //4 声明
        String exchangeName = "test_direct_exchange";
        String routingKey = "test.direct";
        
        //5 发送
        String msg = "Hello World RabbitMQ 4  Direct Exchange Message ... ";
        channel.basicPublish(exchangeName, routingKey , null , msg.getBytes()); 
        
        //6 关闭连接
        channel.close();
        connection.close();
    }   
}

消费端

• 声明一个直连交换机
• 声明队列
• 建立交换机和队列的绑定关系
• 消费者监听队列，消费消息

public class Consumer4DirectExchange {

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        
        //1 创建ConnectionFactory
        ConnectionFactory connectionFactory = new ConnectionFactory() ;  
        connectionFactory.setHost("192.168.43.157");
        connectionFactory.setPort(5672);
        connectionFactory.setVirtualHost("/");
        // 1.设置是否自动重连(网络闪断时)      2.每3秒重连一次
        connectionFactory.setAutomaticRecoveryEnabled(true);
        connectionFactory.setNetworkRecoveryInterval(3000);
        //2 创建Connection
        Connection connection = connectionFactory.newConnection();
        //3 创建Channel
        Channel channel = connection.createChannel();  
        //4 声明
        String exchangeName = "test_direct_exchange";
        String exchangeType = "direct";
        String queueName = "test_direct_queue";
        String routingKey = "test.direct";
        
        //表示声明了一个交换机
        //参数分别为：name,type,durable,autoDelete,internal,arguments
        channel.exchangeDeclare(exchangeName, exchangeType, true, false, false, null);
        //表示声明了一个队列
        //参数分别为：name,durable,exclusive,autoDelete,arguments
        channel.queueDeclare(queueName, false, false, false, null);
        //建立一个绑定关系(exchange和queue)
        channel.queueBind(queueName, exchangeName, routingKey);
        
        //细节一：同一个队列可以绑定多个值
        channel.queueBind(queueName, exchangeName, "666");
        //细节二：不同队列可以绑定相同的RoutingKey
        String queueName2 = "test_direct_queue2";
        channel.queueDeclare(queueName2, false, false, false, null);
        channel.queueBind(queueName2, exchangeName, routingKey);
        
        //创建消费者
        QueueingConsumer consumer = new QueueingConsumer(channel);
        //参数：队列名称、是否自动ACK、Consumer
        channel.basicConsume(queueName, true, consumer);
        //监听多个队列
        channel.basicConsume(queueName2, true, consumer);
        // 循环获取消息  
        while(true){  
            //获取消息，如果没有消息，这一步将会一直阻塞  
            Delivery delivery = consumer.nextDelivery();  
            String msg = new String(delivery.getBody());    
            System.out.println("收到消息：" + msg);  
        } 
    }
}

运行说明

先启动消费端，刷新管控台，在Exchange目录下可以看到我们声明的exchange以及type

点击该exchange可以看到和队列的绑定关系

然后启动生产端，此时消费端控制台进行了打印，共消费了两条消息，说明监听的两个队列都接收到了消息。

收到消息：Hello World RabbitMQ 4  Direct Exchange Message ... 
收到消息：Hello World RabbitMQ 4  Direct Exchange Message ... 

当我们修改生产端的routingKey值为：666时，那么只有队列一接收到消息并被消费者消费。
如果修改值为：test.direct111，此时在启动生产端，消费端就收不到消息了，这就是直连的方式。

Topic Exchange

所有发送到 Topic Exchange 的消息被转发到所有关心RouteKey中指定Topic的Queue上
Exchange将RouteKey和某Topic进行模糊匹配，此时队列需要绑定一个Topic

注意：可以使用通配符进行模糊匹配

图解

看一下 Topic Exchange 的图解，意思是说我们有4个队列，它们的绑定关系分别是usa.#、#.news、#.weather、europe.#
对于第一个队列而言，它只关系以usa.开头的相关消息。比如发送的第一条消息是usa.news，那么这条消息会同时匹配上队列1和队列2，所以两个队列都能接收到，其他消息也是同样的规则，这里就不继续展开说了。

生产端

指定投递的Exchange和相应的RontingKey进行发送消息

        //省略创建连接和通道...
        //4 声明
        String exchangeName = "test_topic_exchange";
        String routingKey1 = "user.save";
        String routingKey2 = "user.update";
        String routingKey3 = "user.delete.abc";
        
        //5 发送
        String msg = "Hello World RabbitMQ 4 Topic Exchange Message ...";
        channel.basicPublish(exchangeName, routingKey1 , null , msg.getBytes()); 
        channel.basicPublish(exchangeName, routingKey2 , null , msg.getBytes());    
        channel.basicPublish(exchangeName, routingKey3 , null , msg.getBytes());
        //关闭连接...

消费端

声明一个Topic Exchange，声明队列，建立交换机和队列的绑定关系

         //省略创建连接和通道...     
        //4 声明
        String exchangeName = "test_topic_exchange";
        String exchangeType = "topic";
        String queueName = "test_topic_queue";
        String routingKey = "user.#";
        // 声明Topic Exchange
        channel.exchangeDeclare(exchangeName, exchangeType, true, false, false, null);
        // 声明队列
        channel.queueDeclare(queueName, false, false, false, null);
        // 建立交换机和队列的绑定关系
        channel.queueBind(queueName, exchangeName, routingKey);
        
        //创建消费者
        QueueingConsumer consumer = new QueueingConsumer(channel);
        //参数：队列名称、是否自动ACK、Consumer
        channel.basicConsume(queueName, true, consumer);  
        
        //循环获取消息... 

运行说明

先启动消费端，同样可以在管控台可以看到我们新声明的exchange以及它的绑定队列，这里不再细说。然后启动生产端，此时消费端控制台进行了打印，共消费了三条消息，说明三条消息都和队列指定的Topic匹配上了，因为使用的是 # 匹配

收到消息：Hello World RabbitMQ 4 Topic Exchange Message ...
收到消息：Hello World RabbitMQ 4 Topic Exchange Message ...
收到消息：Hello World RabbitMQ 4 Topic Exchange Message ...

将消费端指定的RoutingKey进行修改：routingKey = "user.*";
然后重新启动消费端，注意此时该队列绑定了两个RoutingKey，那么生产者无论匹配到哪个都可以将消息投递到该队列中。我们在管控台将原来的路由规则进行解绑，如图所示，点击Unbind按钮。

再次启动生产端，此时消费端控制台打印了两条消息，说明最后一条消息：user.delete.abc没有匹配上，因为使用的是 * 匹配，这就是 Topic Exchange 的路由方式。

Fanout Exchange

• 不处理路由键，只需要简单的将队列绑定到交换机上
• 发送到交换机的消息都会被转发到与该交换机绑定的所有队列上
• Fanout交换机转发消息是最快的(性能最好)

来看一下 Fanout Exchange 的图解，意思就是消息不走任何的路由规则，只有队列和交换机有绑定关系就能收到消息

生产端

不设置路由键直接发送消息到Fanout Exchange

        //省略创建连接和通道...
        //4 声明
        String exchangeName = "test_fanout_exchange";
        //5 发送
        for(int i = 0; i < 5; i ++) {
            String msg = "Hello World RabbitMQ 4 FANOUT Exchange Message ...";
            //不设置路由键或者设置任意内容均可
            channel.basicPublish(exchangeName, "", null , msg.getBytes());          
        }
        //关闭连接...

消费端

声明一个Fanout Exchange，声明队列，建立交换机和队列的绑定关系，绑定关系不使用RoutingKey

        //省略创建连接和通道...      
        //4 声明
        String exchangeName = "test_fanout_exchange";
        String exchangeType = "fanout";
        String queueName = "test_fanout_queue";
        String routingKey = ""; //不设置路由键
        //声明交换机、队列、绑定关系
        channel.exchangeDeclare(exchangeName, exchangeType, true, false, false, null);
        channel.queueDeclare(queueName, false, false, false, null);
        channel.queueBind(queueName, exchangeName, routingKey);
        
        //创建消费者
        QueueingConsumer consumer = new QueueingConsumer(channel);
        //参数：队列名称、是否自动ACK、Consumer
        channel.basicConsume(queueName, true, consumer);
        //循环获取消息... 

先启动消费端，然后启动生产端，消息被成功消费，这种就是Fanout Exchange，它不走任何的路由规则，直接将消息路由到所有与它绑定的队列。

收到消息：Hello World RabbitMQ 4 FANOUT Exchange Message ...
收到消息：Hello World RabbitMQ 4 FANOUT Exchange Message ...
收到消息：Hello World RabbitMQ 4 FANOUT Exchange Message ...
收到消息：Hello World RabbitMQ 4 FANOUT Exchange Message ...
收到消息：Hello World RabbitMQ 4 FANOUT Exchange Message ...

还有一种交换机Headers Exchange，很少使用，是通过消息头进行路由的，通常我们都使用前三种。