RabbitMQ工作流程详解

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。

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。

接收实例

这里通过一个一对一发送接收的实例理解RabbitMQ的发送接收过程，如下：

HelloWorldSender类

import com.rabbitmq.client.Channel;
import com.rabbitmq.client.Connection;
import com.rabbitmq.client.ConnectionFactory;
/**
* Rabbitmq是一个消息broker：接收消息，传递给下游应用
*
* 术语：
* Producing就是指发送消息，发送消息的程序是Producer
* Queue指的是RabbitMQ内部的一个组件，消息存储于queue中。queue使用主机的内存和磁盘存
储，收到内存和磁盘空间的限制
* 可以想象为一个大的消息缓冲。很多Producer可以向同一个queue发送消息，很多消费者
可以从同一个queue消费消息。
* Consuming就是接收消息。一个等待消费消息的应用程序称为Consumer
*
* 生产者、消费者、队列不必在同一台主机，一般都是在不同的主机上的应用。一个应用可以同时是
生产者和消费者。
*
*/
public class HelloWorldSender {
    private static String QUEUE_NAME = "hello";

    public static void main(String[] args) {
        ConnectionFactory factory = new ConnectionFactory();
        factory.setHost("node1");
        factory.setVirtualHost("/");
        factory.setUsername("root");
        factory.setPassword("123456");
        factory.setPort(5672);

        try (Connection conn = factory.newConnection();
        Channel channel = conn.createChannel()) {
        channel.queueDeclare(QUEUE_NAME, false, false, true, null);
        String message = "Hello World!";
        channel.basicPublish("", QUEUE_NAME, null, message.getBytes());
        System.out.println(" [x] Sent '" + message + "'");
        } catch (Exception e) {
        }
    }
}

HelloWorldReceiver类实现

import com.rabbitmq.client.Channel;
import com.rabbitmq.client.Connection;
import com.rabbitmq.client.ConnectionFactory;
import com.rabbitmq.client.DeliverCallback;

public class HelloWorldReceiver {
    private final static String QUEUE_NAME = "hello";

    public static void main(String[] argv) throws Exception {
    // 连接工厂
    ConnectionFactory factory = new ConnectionFactory();
    // 设置服务器主机名或IP地址
    factory.setHost("node1");
    // 设置Erlang的虚拟主机名称
    factory.setVirtualHost("/");
    // 设置用户名
    factory.setUsername("root");
    // 设置密码
    factory.setPassword("123456");
    // 设置客户端与服务器的通信端口，默认值为5672
    factory.setPort(5672);
    // 获取连接
    Connection connection = factory.newConnection();
    // 从连接获取通道
    Channel channel = connection.createChannel();
    // 声明一个队列
    // 第一个参数是队列名称，第二个参数false表示在rabbitmq-server重启后就没有了
    // 第三个参数表示该队列不是一个排外队列，否则一旦客户端断开，队列就删除了
    // 第四个参数表示该队列是否自动删除，true表示一旦不使用了，系统删除该队列
    // 第五个参数表示该队列的参数，该参数是Map集合，用于指定队列的属性

    // channel.queueDeclare(QUEUE_NAME, false, false, true, null);
    channel.queueDeclare(QUEUE_NAME, false, false, false, null);
    System.out.println(" [*] Waiting for messages. To exit press CTRL+C");

    // 消息的推送回调函数
    DeliverCallback deliverCallback = (consumerTag, delivery) -> {
    String message = new String(delivery.getBody(), "UTF-8");
    System.out.println(" [x] Received '" + message + "'");
    };

    /*使用服务器生成的consumerTag启动本地，非排他的使用者。
    启动一个仅提供了basic.deliver和basic.cancel AMQP方法（对大多数情形够用了）
    第一个参数：队列名称autoAck – true 只要服务器发送了消息就表示消息已经被消费者确认; false服务
    端等待客户端显式地发送确认消息
    deliverCallback – 服务端推送过来的消息回调函数
    cancelCallback – 客户端忽略该消息的回调方法
    Returns:服务端生成的consumerTag
    */
    channel.basicConsume(QUEUE_NAME, true, deliverCallback, consumerTag-> { });
    }
}

Connection与Channel

最后我们有必要理解Connection与Channel这两个概念，因为消费者和生产者是通过他们来产生连接，通过他们来发送和接收消息的。
生产者和消费者，需要与RabbitMQ Broker 建立TCP连接，也就是Connection 。一旦TCP 连接建立起来，客户端紧接着创建一个AMQP 信道（Channel），每个信道都会被指派一个唯一的ID。信道是建立在Connection 之上的虚拟连接， RabbitMQ 处理的每条AMQP 指令都是通过信道完成的。

image.png

为什么不直接使用TCP连接，而是使用信道？
RabbitMQ 采用类似NIO的做法，复用TCP 连接，减少性能开销，便于管理。
当每个信道的流量不是很大时，复用单一的Connection 可以在产生性能瓶颈的情况下有效地节省TCP 连接资源。

当信道本身的流量很大时，一个Connection 就会产生性能瓶颈，流量被限制。需要建立多个Connection ，分摊信道。具体的调优看业务需要。
信道在AMQP 中是一个很重要的概念，大多数操作都是在信道这个层面进行的。