RabbitMQ四大交换机类型超详解

前言

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基本概念

文档地址: https://pika.readthedocs.io/en/stable

AMQP协议

进程间传递异步消息的网络协议

AMQP组成: 生产者(publish)、交换机(exchange)、路由(routes)、队列(queue)、消费者(consumer)

---

交换机: 任务分发的策略

路由: 寻址规则

队列: 任务的存储

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交换机类型

Direct exchange(amq.direct): 直连交换机

Fanout exchange(amq.fanout): 扇形交换机(广播)

Topic exchange(amq.topic): 主题交换机

Headers exchange(amq.match): 头交换机

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声明交换机

def exchange_declare(
    self, 
    exchange=None,
    exchange_type='direct',
    passive=False,    
    durable=False,    
    auto_delete=False, 
    internal=False,  
    arguments=None):
"""
exchange: 交换机的名字，为空则自动创建一个名字
exchange_type:  默认交换机类型为direct
passive: 检查交换机是否存在，存在返回状态信息，不存在返回404错误
durable: 设置是否持久化
auto_delete: 最后一个队列解绑则删除
internal: 是否设置为值接收从其他交换机发送过来的消息，不接收生产者的消息
arguments: 一个字典，用于传递额外的参数
"""

默认交换机

一般来说，默认交换机则是名为空的直连交换机，每个新建的队列都会自动绑定在默认交换机上

channel.queue_declare(queue='queue', durable=True) #  新建队列

channel.basic_publish(
    exchange='', # 默认交换机
    routing_key='queue',  # 队列
    body="",  # 发送内容
    properties=pika.BasicProperties(delivery_mode=2,)  # 消息持久化等其他属性设置
)

---

直连交换机

根据对应的routing_key绑定的队列进行消息投递

routing_key为booking时，此时交换机将消息路由至Queue1进行存储

当routing_key为create、booking、confirm时，将会路由至Queue2进行存储

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channel.exchange_declare(
    exchange='direct_exchange', exchange_type="direct", durable=True)
# 创建直连模式 交换机

创建消费队列

channel.queue_declare(queue='queue1', durable=True)
channel.queue_declare(queue='queue2', durable=True)

绑定消费队列至routing_key

channel.queue_bind(exchange="direct_exchange", queue="queue1", routing_key="queue1")
channel.queue_bind(exchange="direct_exchange", queue="queue2", routing_key="queue2")

生产者按照数据不同对不同routing_key绑定下的队列进行数据传入

for num in range(10):
    if num % 2 == 0:
        routing_key = 'queue1'  # 队列balance
    else:
        routing_key = 'queue2'  # 队列balance
    channel.basic_publish(
        exchange='direct_exchange',
        routing_key=routing_key,
        body="%s" % num,  # 发送内容
        properties=pika.BasicProperties(delivery_mode=2)  # 消息持久化
    )

消费需要根据不同routing_key启动不同的业务消费者

self.channel.exchange_declare(
	exchange='direct_exchange', exchange_type="direct", durable=True)

for method, properties, body in self.channel.consume('queue1'): # 同步阻塞模式
    print(body.decode()) # 数据体
    self.channel.basic_ack(method.delivery_tag)

扇形交换机

扇形交换机会将消息复制广播至绑定在自身交换机上的所有队列，并不会考虑routing_key

扇型用来交换机处理消息的广播路由broadcast routing

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创建与扇形交换机相绑定的交换机对象

channel.exchange_declare(
   	exchange='fanout_exchange', 
    exchange_type=ExchangeType.fanout, 
    durable=True
) # 交换机声明

for num in range(3):
	channel.queue_declare(
        queue='fanout_queue{}'.format(str(num)), 
        durable=True
    ) # 队列创建
	channel.queue_bind(
        exchange="direct_exchange", 
        queue='fanout_queue{}'.format(str(num)), 
        routing_key='', 
    ) # 队列绑定

在实际发布的代码中，如果标记当前为某个routing_key其实也是不生效的，此时按照交换机规则任务发布

for num in range(10):
    channel.basic_publish(
        exchange='fanout_exchange',
        routing_key='',
        body="fanout_%s" % num,  # 发送内容
        properties=pika.BasicProperties(delivery_mode=2)  # 消息持久化
    )

由于此时任务已经被复制到多个队列中，类似直连模式，需要消费者指定消费队列

for method, properties, body in \
		channel.consume('fanout_queue1'):
    print(body.decode())
    channel.basic_ack(method.delivery_tag)
    break

注意: 某个队列被消费的数据，并不会在其他同交换机的队列中移除，这可能在多款消费中，造成同个任务多次消费

主题交换机

类似direct交换机，不过主题模式topic的routing_key匹配为模糊匹配，符合一定规则即可发送消息

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当消费者绑定routing_key为A.C.B，那么将路由至Queue1与Queue2

为A.B.B时，路由至Queue2

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规则为类正则，但不同于正则

# : 匹配全部
* : 匹配一个词

比如建立两款不同的队列routing_key，队列routing_key分别为A.*与*.B

for num in range(2):
    channel.queue_declare(
        queue='topic_queue{}'.format(str(num + 1)), durable=True)  # 队列创建

进行交换机路由绑定

channel.queue_bind(
    exchange="topic_exchange", queue='topic_queue1',
    routing_key='A.*'.format(str(num)))

channel.queue_bind(
    exchange="topic_exchange", queue='topic_queue2',
    routing_key='*.B'.format(str(num)))

使用主题交换机为两个队列同时发送消息

channel.basic_publish(
    exchange='topic_exchange',
    routing_key="A.B",  # 向两款同时发送消息
    body="topic_%s" % num,  # 发送内容
)

或者只为某个符合模糊匹配规则的进行发送，比如此时的routing_key为A.C，这将只满足发送消息至topic_queue1

channel.basic_publish(
    exchange='topic_exchange',
    routing_key="A.C",  # 向两款同时发送消息
    body="topic_%s" % num,  # 发送内容
    properties=pika.BasicProperties(delivery_mode=2)  # 消息持久化
)

主题模式可用在范围队列匹配发送消息的需求上

头交换机

头交换机不需要routing_key中的规则进行队列匹配路由，而是通过消息内的headers属性进行匹配

消息头需要具备一个x-match参数，当x-match为any时，消息头的任意一个值被匹配则可以满足条件

如果x-match为all时，则需要所有值匹配成功才可以路由至指定队列

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比直连交换机更为灵活的是，头交换机可以提供整数、字典等结构

声明头交换机

channel.exchange_declare(
    exchange='headers_exchange', exchange_type=ExchangeType.headers, durable=True)

声明x-match为all的消息队列，绑定至headers_exchange上

fileds = {"x-match": "all", "a": 1, "b": 2} # 头部匹配规则
channel.queue_bind(
    exchange="headers_exchange", queue='headers_queue1', routing_key='',
    arguments=fileds, # 当前队列绑定时，传入arguments参数控制路由规则
)

向当前路由规则的队列进行消息发布

channel.basic_publish(
    exchange='headers_exchange',
    routing_key="",
    body="headers_%s" % num,  # 发送内容
    properties=pika.BasicProperties(headers={"a": 1, "b": 2}), # 此处需严格匹配
)

消费对应规则队列内的消息，指明队列名即可

self.channel.consume('headers_queue1')