【RabbitMQ】Go语言实现六种消息中间件模型

写在前面

本文是使用Go语言实现各种RabbitMQ的中间件模型

1. 介绍

1.1 什么是MQ

MQ(Message Quene) : 翻译为 消息队列,通过典型的 生产者和消费者模型，生产者不断向消息队列中生产消息，消费者不断的从队列中获取消息。因为消息的生产和消费都是异步的，而且只关心消息的发送和接收，没有业务逻辑的侵入,轻松的实现系统间解耦。

别名为 消息中间件 通过利用高效可靠的消息传递机制进行平台无关的数据交流，并基于数据通信来进行分布式系统的集成。

目前市面上有很多消息中间件：RabbitMQ，RocketMQ，Kafka等等…

1.2 什么是RabbitMQ

RabbitMQ是使用Erlang语言开发的开源消息队列系统，基于AMQP协议来实现。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。AMQP协议更多用在企业系统内对数据一致性、稳定性和可靠性要求很高的场景，对性能和吞吐量的要求可能比较低了。

1.3 AMQP 协议

AMQP（advanced message queuing protocol） 在2003年时被提出，最早用于解决金融领不同平台之间的消息传递交互问题。

顾名思义，AMQP是一种协议，更准确的说是一种binary wire-level protocol（链接协议）。这是其和JMS的本质差别，AMQP不从API层进行限定，而是直接定义网络交换的数据格式。这使得实现了AMQP的provider天然性就是跨平台的。以下是AMQP协议模型:

2. Go语言操作RabbitMQ

2.1 下载

下载rabbitmq过程就省了，可以直接到官网网站下载安装，像安装qq一样。

2.2 引入驱动

• 驱动

go get github.com/streadway/amqp

• 连接

var MQ *amqp.Connection

// RabbitMQ 链接
func RabbitMQ(connString string) {
	conn, err := amqp.Dial(connString)
	if err != nil {
		panic(err)
	}
	MQ = conn
}

2.3 HelloWorld 模型

P代表生产者，C代表消费者，红色部分是队列。
生产者生成消息到队列中，消费者进行消费，直连单点模式。

2.3.1 生产者

• 声明连接对象

var ProductMQ *amqp.Connection

• 声明通道

ch, err := ProductMQ.Channel()

• 创建队列

q, err := ch.QueueDeclare("hello", 	// 队列名字
	false,   	// 是否持久化，
	false,   // 不用的时候是否自动删除
	false,   	// 用来指定是否独占队列
	false,   	// no-wait
	nil,     		// 其他参数
)

参数1（name）：队列名字
参数2（durable）：持久化，队列中所有的数据都是在内存中的，如果为true的话，这个通道关闭之后，数据就会存在磁盘中持久化，false的话就会丢弃
参数3（autoDelete）：不需要用到队列的时候，是否将消息删除
参数4（exclusive）：是否独占队列，true的话，就是只能是这个进程独占这个队列，其他都不能对这个队列进行读写
参数5（noWait）：是否阻塞
参数6（args）：其他参数

• 发布消息

body := "Hello World!"

err = ch.Publish(
	"",     // 交换机
	q.Name, // 队列名字
	false,  // 是否强制性
	// 当mandatory标志位设置为true时，如果exchange根据自身类型和消息routeKey无法找到一个符合条件的queue，那么会调用basic.return方法将消息返回给生产者
	// 当mandatory设置为false时，出现上述情形broker会直接将消息扔掉
	false, //当immediate标志位设置为true时，如果exchange在将消息路由到queue(s)时发现对于的queue上么有消费者，那么这条消息不会放入队列中。当与消息routeKey关联的所有queue（一个或者多个）都没有消费者时，该消息会通过basic.return方法返还给生产者
	// 是否立刻
	/**
	概括来说，mandatory标志告诉服务器至少将该消息route到一个队列中，否则将消息返还给生产者；immediate标志告诉服务器如果该消息关联的queue上有消费者，则马上将消息投递给它，如果所有queue都没有消费者，直接把消息返还给生产者，不用将消息入队列等待消费者了。
	**/
	amqp.Publishing{
		ContentType: "text/plain",
		Body:        []byte(body), // 发送的消息
	})

参数1（exchange）：交换机，后续会讲到
参数2（route-key）：队列名字
参数3（mandatory）：是否强制性，

当mandatory标志位设置为true时，如果exchange根据自身类型和消息routeKey无法找到一个符合条件的queue，那么会调用basic.return方法将消息返回给生产者
当mandatory设置为false时，出现上述情形broker会直接将消息扔掉

参数4（immediate）：是否立即处理

当immediate标志位设置为true时，如果exchange在将消息路由到queue(s)时发现对于的queue上么有消费者，那么这条消息不会放入队列中。当与消息routeKey关联的所有queue（一个或者多个）都没有消费者时，该消息会通过basic.return方法返还给生产者

也就是说，mandatory 标志告诉服务器至少将该消息route到一个队列中，否则将消息返还给生产者；immediate标志告诉服务器如果该消息关联的queue上有消费者，则马上将消息投递给它，如果所有queue都没有消费者，直接把消息返还给生产者，不用将消息入队列等待消费者了。

参数5（msg）：发布的消息，ContentType是传输类型，Body是发送的消息。

2.3.2 消费者

• 声明通道

ch, err := ConsumerMQ.Channel()

• 创建队列

q, err := ch.QueueDeclare(
	"hello",
	false,
	false,
	false,
	false,
	nil,
)

• 读取队列消息

msgs, err := ch.Consume(
	q.Name,
	"",    
	true,  
	false,  
	false,  
	false, 
	nil,    
)

由于消费者端需要一直监听，所以我们要用一个for循环+channel去阻塞主进程，使得主进程一直处于监听状态。

forever := make(chan bool)
go func() {
	for d := range msgs {
		fmt.Printf("Received a message: %s", d.Body)
	}
}()
fmt.Printf(" [*] Waiting for messages. To exit press CTRL+C")
<-forever

2.3.3 结果

• 生产者

• 消费者

2.4 Work Queues 模型

Work queues，也被称为（Task queues），任务模型。当消息处理比较耗时的时候，可能生产消息的速度会远远大于消息的消费速度。长此以往，消息就会堆积越来越多，无法及时处理。

此时就可以使用work queues模型：让多个消费者绑定到一个队列，共同消费队列中的消息。队列中的消息一旦消费，就会消失，因此任务是不会被重复执行的。

2.4.1 生产者

生成10条消息到队列中

body := "Hello World!  "
for i := 0; i < 10; i++ {
	msg := strconv.Itoa(i)
	err = ch.Publish(
		"",     // 交换机
		q.Name, // 队列名字
		false,  // 是否强制性
		false,  // 是否立刻
		amqp.Publishing{
			ContentType: "text/plain",
			Body:        []byte(body+msg), // 发送的消息
		})
}

2.4.2 消费者

创建两个一样的消费者进行监听消费，与上面2.3.2的消费者保持一致

2.4.3 结果

消费者1号

消费者2号

2.5 Publish/Subscribe 模型

fanout 扇出 也称为广播

在广播模式下，消息发送流程如下：

• 可以有多个消费者
• 每个消费者有自己的queue（队列）
• 每个队列都要绑定到Exchange（交换机）
• 生产者发送的消息，只能发送到交换机，交换机来决定要发给哪个队列，生产者无法决定。
• 交换机把消息发送给绑定过的所有队列
• 队列的消费者都能拿到消息。实现一条消息被多个消费者消费

2.5.1 生产者

• 声明交换机

_ = ch.ExchangeDeclare("logs", "fanout", true, false, false, false, nil)

参数1（name）：交换机名称
参数2（kind）：交换机类型

• 生产消息

_ = ch.Publish("logs", "", false, false,
	amqp.Publishing{
		ContentType: "text/plain",
		Body:        []byte(body),
	})

2.5.2 消费者

• 声明交换机

_ = ch.ExchangeDeclare("logs", "fanout", true, false, false, false, nil, )

• 声明队列

q, _ := ch.QueueDeclare("", false, false, true, false, nil, )

• 绑定交换机

_ = ch.QueueBind(q.Name, "", "logs", false, nil, )

• 消费消息

msgs, _ := ch.Consume(q.Name, "", true, false, false, false, nil, )

2.5.3 结果

• 生产者

• 消费者

2.6 Routing 模型

• P：生产者，向Exchange发送消息，发送消息时，会指定一个routing key。
• X：Exchange（交换机），接收生产者的消息，然后把消息递交给 与routing key完全匹配的队列
• C1：消费者，其所在队列指定了需要routing key 为 error 的消息
• C2：消费者，其所在队列指定了需要routing key 为 info、error、warning 的消息

在fanout模式中，一条消息，会被所有订阅的队列都消费。但是，在某些场景下，我们希望不同的消息被不同的队列消费。这时就要用到Direct类型的Exchange。

在Direct模型下：

• 队列与交换机的绑定，不能是任意绑定了，而是要指定一个RoutingKey（路由key）
• 消息的发送方在 向 Exchange发送消息时，也必须指定消息的 RoutingKey。
• Exchange不再把消息交给每一个绑定的队列，而是根据消息的Routing Key进行判断，只有队列的Routingkey与消息的 Routing key完全一致，才会接收到消息

2.6.1 生产者

_ = ch.ExchangeDeclare("logs_direct", "direct", true, false, false, false, nil, )
body := "Hello World "
_ = ch.Publish("logs_direct", "", false, false,
	amqp.Publishing{
		ContentType: "text/plain",
		Body:        []byte(body),
	})

2.6.2 消费者

• 只接受warn

_ = ch.ExchangeDeclare("logs_direct", "direct", true, false, false, false, nil, )
q, _ := ch.QueueDeclare("hello", false, false, true, false, nil, )
_ = ch.QueueBind(q.Name, "warn", "logs_direct", false, nil, )
msgs, _ := ch.Consume(q.Name, "", true, false, false, false, nil, )

• 只接受info

_ = ch.ExchangeDeclare("logs_direct", "direct", true, false, false, false, nil, )
q, _ := ch.QueueDeclare("hello", false, false, true, false, nil, )
_ = ch.QueueBind(q.Name, "info", "logs_direct", false, nil, )
msgs, _ := ch.Consume(q.Name, "", true, false, false, false, nil, )

2.7 Topics 模型

Topic类型的Exchange与Direct相比，都是可以根据RoutingKey把消息路由到不同的队列。只不过Topic类型Exchange可以让队列在绑定Routing key 的时候使用通配符！

这种模型Routingkey 一般都是由一个或多个单词组成，多个单词之间以”.”分割，例如： item.insert

• 统配符
  * 匹配不多不少恰好1个词
  # 匹配一个或多个词
• 如:
  fan.# 匹配 fan.one.two 或者 fan.one 等
  fan.* 只能匹配 fan.one

2.7.1 生产者

_ = ch.ExchangeDeclare("logs_topic", "topic", true, false, false, false, nil, )
body := "Hello World "
_ = ch.Publish("logs_topic", "", false, false,
	amqp.Publishing{
		ContentType: "text/plain",
		Body:        []byte(body),
	})

2.7.2 消费者

• 只接受*.one

_ = ch.ExchangeDeclare("logs_topic", "topic", true, false, false, false, nil, )
q, _ := ch.QueueDeclare("hello", false, false, true, false, nil, )
_ = ch.QueueBind(q.Name, "*.one", "logs_topic", false, nil, )
msgs, _ := ch.Consume(q.Name, "", true, false, false, false, nil, )

• 只接受*.fan

_ = ch.ExchangeDeclare("logs_topic", "topic", true, false, false, false, nil, )
q, _ := ch.QueueDeclare("hello", false, false, true, false, nil, )
_ = ch.QueueBind(q.Name, "*.fan", "logs_topic", false, nil, )
msgs, _ := ch.Consume(q.Name, "", true, false, false, false, nil, )

2.8 RPC 模型

日后补充