模块十六_RabbitMQ

序言:

文章内容输出来源：拉勾教育Java高薪训练营。
本篇文章是学习课程中的一部分课后笔记

一、RabbitMQ介绍、概念、基本架构

1. RabbitMQ介绍

RabbitMQ，俗称“兔子MQ”（可见其轻巧，敏捷），是目前非常热门的一款开源消息中间件，不管是互联网行业还是传统行业都广泛使用（最早是为了解决电信行业系统之间的可靠通信而设计）。

• 1. 高可靠性、易扩展、高可用、功能丰富等
• 2. 支持大多数（甚至冷门）的编程语言客户端。
• 3. RabbitMQ遵循AMQP协议，自身采用Erlang（一种由爱立信开发的通用面向并发编程的语言）编写。
• 4. RabbitMQ也支持MQTT等其他协议。

2. RabbitMQ整体逻辑架构

整体逻辑架构.png

3. RabbitMQ Exchange类型 :

• RabbitMQ常用的交换器类型有： fanout 、 direct 、 topic 、 headers 四种。

fanout
会把所有发送到该交换器的消息路由到所有与该交换器绑定的队列中.

direct
把消息路由到那些BindingKey和RoutingKey完全匹配的队列中

topic

topic类型的交换器在direct匹配规则上进行了扩展，也是将消息路由到BindingKey和RoutingKey相匹配的队列中，这里的匹配规则稍微不同，它约定：
BindingKey和RoutingKey一样都是由"."分隔的字符串；
BindingKey中可以存在两种特殊字符“”和“#”，用于模糊匹配，其中""用于匹配一个单词，"#"用于匹配多个单词（可以是0个）。

headers

headers类型的交换器不依赖于路由键的匹配规则来路由信息，而是根据发送的消息内容中的headers属性进行匹配。
在绑定队列和交换器时指定一组键值对，当发送的消息到交换器时，RabbitMQ会获取到该消息的headers，对比其中的键值对是否完全匹配队列和交换器绑定时指定的键值对，如果匹配，消息就会路由到该队列。headers类型的交换器性能很差，不实用。

4.RabbitMQ数据存储

RabbitMQ消息有两种类型：
持久化消息和非持久化消息(这两种消息都会被写入磁盘)

• 持久化消息在到达队列时写入磁盘，同时会内存中保存一份备份，当内存吃紧时，消息从内存中清除。这会提高一定的性能。
• 非持久化消息一般只存于内存中，当内存压力大时数据刷盘处理，以节省内存空间。

5.持久化存储机制

持久化是提高RabbitMQ可靠性的基础，否则当RabbitMQ遇到异常时（如：重启、断电、停机等）数据将会丢失。主要从以下几个方面来保障消息的持久性：

1. Exchange的持久化。通过定义时设置durable 参数为ture来保证Exchange相关的元数据不不丢失。
2. Queue的持久化。也是通过定义时设置durable 参数为ture来保证Queue相关的元数据不不丢失。
3. 消息的持久化。通过将消息的投递模式 (BasicProperties 中的 deliveryMode 属性)设置为 2 即可实现消息的持久化，保证消息自身不丢失。
   队列索引：
   索引维护队列的落盘消息的信息，如存储地点、是否已被给消费者接收、是否已被消费者ack等。每个队列都有相对应的索引。
   消息存储：
   消息以键值对的形式存储到文件中，一个虚拟主机上的所有队列使用同一块存储，每个节点只有一个。存储分为持久化存储（msg_store_persistent）和短暂存储（msg_store_transient）。持久化存储的内容在broker重启后不会丢失，短暂存储的内容在broker重启后丢失。

二、RabbitMQ工作流程详解

1.生产者发送消息的流程

1. 生产者连接RabbitMQ，建立TCP连接( Connection)，开启信道（Channel）
2. 生产者声明一个Exchange（交换器），并设置相关属性，比如交换器类型、是否持久化等
3. 生产者声明一个队列井设置相关属性，比如是否排他、是否持久化、是否自动删除等
4. 生产者通过 bindingKey （绑定Key）将交换器和队列绑定（ binding ）起来
5. 生产者发送消息至RabbitMQ Broker，其中包含 routingKey （路由键）、交换器等信息
6. 相应的交换器根据接收到的 routingKey 查找相匹配的队列。
7. 如果找到，则将从生产者发送过来的消息存入相应的队列中。
8. 如果没有找到，则根据生产者配置的属性选择丢弃还是回退给生产者
9. 关闭信道。
10. 关闭连接。

2.消费者接收消息的过程

1. 消费者连接到RabbitMQ Broker ，建立一个连接(Connection ) ，开启一个信道(Channel) 。
2. 消费者向RabbitMQ Broker 请求消费相应队列中的消息，可能会设置相应的回调函数， 以及做一些准备工作
3. 等待RabbitMQ Broker 回应并投递相应队列中的消息， 消费者接收消息。
4. 消费者确认( ack) 接收到的消息。
5. RabbitMQ 从队列中删除相应己经被确认的消息。
6. 关闭信道。
7. 关闭连接。

三、RabbitMQ特性

1.TTL机制

TTL，Time to Live 的简称，即过期时间。
RabbitMQ 可以对消息和队列两个维度来设置TTL。
任何消息中间件的容量和堆积能力都是有限的，如果有一些消息总是不被消费掉，那么需要有一种过期的机制来做兜底。
目前有两种方法可以设置消息的TTL。

1. 通过Queue属性设置，队列中所有消息都有相同的过期时间。
2. 对消息自身进行单独设置，每条消息的TTL 可以不同。

如果两种方法一起使用，则消息的TTL 以两者之间较小数值为准。通常来讲，消息在队列中的生存时间一旦超过设置的TTL 值时，就会变成“死信”(Dead Message)，消费者默认就无法再收到该消息。

2.死信队列

在定义业务队列时可以考虑指定一个 死信交换机，并绑定一个死信队列。当消息变成死信时，该消息就会被发送到该死信队列上，这样方便我们查看消息失败的原因。

• DLX，全称为Dead-Letter-Exchange，死信交换器。消息在一个队列中变成死信（Dead Letter）之后，被重新发送到一个特殊的交换器（DLX）中，同时，绑定DLX的队列就称为“死信队列”。
  以下几种情况导致消息变为死信：
  1. 消息被拒绝（Basic.Reject/Basic.Nack），并且设置requeue参数为false；
  2. 消息过期；
  3. 队列达到最大长度。

对于RabbitMQ 来说，DLX 是一个非常有用的特性。它可以处理异常情况下，消息不能够被消费者正确消费(消费者调用了Basic.Nack 或者Basic.Reject)而被置入死信队列中的情况，后续分析程序可以通过消费这个死信队列中的内容来分析当时所遇到的异常情况，进而可以改善
和优化系统。

3.延迟队列

• 延迟消息是指的消息发送出去后并不想立即就被消费，而是需要等（指定的）一段时间后才触发消费。

例如下面的业务场景：在支付宝上面买电影票，锁定了一个座位后系统默认会帮你保留15分钟时间，如果15分钟后还没付款那么不好意思系统会自动把座位释放掉。怎么实现类似的功能呢？

1. 可以用定时任务每分钟扫一次，发现有占座超过15分钟还没付款的就释放掉。但是这样做很低效，很多时候做的都是些无用功；
2. 可以用分布式锁、分布式缓存的被动过期时间，15分钟过期后锁也释放了，缓存key也不存在了；
3. 还可以用延迟队列，锁座成功后会发送1条延迟消息，这条消息15分钟后才会被消费，消费的过程就是检查这个座位是否已经是“已付款”状态;

死信实现延迟队列

1. 生产者将消息(msg)和路由键(routekey)发送指定的延时交换机(exchange)上
2. 延时交换机(exchange)存储消息等待消息到期根据路由键(routekey)找到绑定自己的队列(queue)并把消息给它
3. 队列(queue)再把消息发送给监听它的消费者(customer）