【RabbitMQ实战】04 RabbitMQ的基本概念：Exchange,Queue,Channel等

一、简介

Message Queue的需求由来已久，80年代最早在金融交易中，高盛等公司采用Teknekron公司的产品，当时的Message queuing软件叫做：the information bus（TIB）。 TIB被电信和通讯公司采用，路透社收购了Teknekron公司。之后，IBM开发了MQSeries，微软开发了Microsoft Message Queue（MSMQ）。这些商业MQ供应商的问题是厂商锁定，价格高昂。2001年，Java Message queuing试图解决锁定和交互性的问题，但对应用来说反而更加麻烦了。

于是2004年，摩根大通和iMatrix开始着手Advanced Message Queuing Protocol （AMQP）开放标准的开发。2006年，AMQP规范发布。2007年，Rabbit技术公司基于AMQP标准开发的RabbitMQ 1.0 发布。

二、AMQP 的基本概念

AMQP（RabbitMQ）必须由三部分：交换器、队列和绑定

• 消息（Message）：由有效载荷（playload）和标签（label）组成。其中有效载荷既传输的数据。
• 生产者（producer）：创建消息，发布到代理服务器（Message Broker）。
• 代理服务器（Message Broker）：接收和分发消息的应用，RabbitMQ Server就是消息代理服务器，其中包含概念很多，以RabbitMQ 为例：信道（channel）、队列（queue）、交换器（exchange）、路由键（routing key）、绑定（binding key）、虚拟主机（vhost）等。
• 信道（channel）: 应用程序（生产与/或消费）和代理服务器之间TCP连接内的虚拟连接，解决TCP连接数量限制及降低TCP连接代价。每个信道有一个ID，其概念与“频分多路复用”类似。参考上图：AMQP基本概念
• 队列（queue）：消息最终到达队列中，等待消费者消费。使用“basic.consume”订阅可获得队列全部消息，“basic.get”订阅只能获得队列的一条消息（如果队列中存在消息）。如果无人订阅，消息将在队列中存储，等待订阅；如果多个消费者同时订阅该队列，消息将以自动轮询（round-robin）方式发送给消费者（Fanout Exchange，每个消费者只能获得队列中消息的子集）
• 交换器（exchange）：消息到达代理服务器的第一站，根据分发规则，匹配查询表中的（routing key）路由键（Fanout Exchange除外），分发消息到队列（queue）中去。常用的类型有：direct (point-to-point), topic (publish-subscribe) and fanout (multicast)，请参考“2.1交换器”
• 路由键（routing key）：消息发送给交换器时，消息将拥有一个路由键（默认为空），交换器根据这个路由键将消息发送到匹配的队列中。
• 绑定键（binding key）：队列需要通过绑定键（默认为空）绑定到交换器上，交换器将消息的路由键与所绑定队列的绑定键进行匹配，正确匹配的消息将发送到队列中。路由键是偏向生产的概念，而绑定键是偏向消费的概念。
• 虚拟主机（vhost）：AMQP概念的基础，其本质上就是一个mini版的代理服务器（拥有自己的队列、交换器和绑定，更重要的是，拥有自己的权限机制），RabbitMQ默认的vhost：“/”（类似于网络中的namespace），每个用户只能访问自己的vhost（通常会被指派至少一个vhost），进而用户只能访问自己的队列、交换器和绑定，所以vhost之间是绝对隔离的（安全性与可移植性）。
• 消费者（consumer）：连接到代理服务器，并订阅到队列（queue）上，代理服务器将发送消息给一个订阅的/监听的消费者，消费者其只能接收消息的一部分：有效载荷（playload）。

三、交换器、队列、绑定是怎么一回事

生产者发送消息到broker server（RabbitMQ）。在Broker内部，用户创建Exchange／Queue，通过Binding规则将两者联系在一起。Exchange分发消息，根据类型／binding的不同分发策略有区别。消息最后来到Queue中，等待消费者取走。

3.1 交换器类型

• direct交换器
  如果路由键（routing key）匹配成功，消息就被投递到对应的各个队列，绑定键（binding key）不支持“*”和“#”。消费者在接受消息的信道上可以给生产者反馈。
  
  Message中的“routing key”如果和Binding中的“binding key”一致， Direct exchange则将message发到对应的queue中。

• fanout
  不存在（routing key）路由键，消息以自动轮询（round-robin）的形式发送到对应的队列（幼儿园给孩子分苹果，如果苹果足够多，将平均分配给每个人），队列不存在绑定键（binding key），消费者在接受消息的当前信道上可以给生产者反馈。
  
  每个发到Fanout类型Exchange的message都会分到所有绑定的queue上去。

• topic
  存在（routing key）路由键，消息以广播的形式发送到绑定键（bing key）匹配的各个队列，绑定键（binding key）支持“”和“#”
  “#”通配任何零个或多个word
  “”通配任何单个word
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  根据routing key，及通配规则，Topic exchange将分发到目标queue中。

• headers （已废弃）
  略