ZeroMQ总结

Socket types

Thread safety: ZeroMQ的socket是非线程安全的，并且ZeroMQ本身不建议在多个线程中传递同一个Socket，即使保证了线程同步。

 

Socket types: ZeroMQ一共具有12种类型的socket，5种消息模式。

• 请求/应答模式：ZMQ_REQ、ZMQ_REP、ZMQ_DEALER、ZMQ_ROUTER
• 发布/订阅模式：ZMQ_PUB、ZMQ_SUB、ZMQ_XPUB、ZMQ_XSUB
• 管道模式：ZMQ_PUSH、ZMQ_PULL
• 配对模式：ZMQ_PAIR
• 本地模式：ZMQ_STREAM

目前只用到前两种模式，此文档暂时只阐述前两种。

请求/应答模式

ZMQ_REQ

    一般用于客户端发送请求消息，此类型的socket必须严格遵循先发送后接收的顺序，即：

    如果发生异常或者当前没有可用的服务（连接），socket会阻塞，直到有可用的服务（新连接到来），再把消息发送出去。REQ类型的socket不会丢弃消息。

    ZMQ_REP发送消息时会自动在消息顶部插入一个空帧。

 

特点总结：

• 可兼容的Socket types:    ZMQ_REP, ZMQ_ROUTER
• 数据传输：             双向
• 发送/接收模式：        发送à接收à发送…
• 发送路由策略：        Round-robin（循环队列）
• 接收路由策略：        Last peer
• 进入mute状态后：        阻塞

ZMQ_REP

    一般用于服务端接收消息，此类型的socket必须严格遵循先接收后发送的顺序，即：

    从客户端接收请求消息使用了公平队列，回应客户端时，所有的reply都会被路由到最后下达请求的客户端。

    如果发生异常或者当前没有可用的客户端连接，所有消息都会毫无提示的被丢弃，不会发生阻塞。

    

特点总结：

• 可兼容的Socket types:    ZMQ_REQ, ZMQ_DEALER
• 数据传输：             双向
• 发送/接收模式：        接收à发送à接收…
• 发送路由策略：        Last peer
• 接收路由策略：        Fair-queued（公平队列）

ZMQ_DEALER

    DEALER是一种用于请求/答应模式的更高级的扩展Socket，它可以自由的收发消息，没有ZMQ_REP/ZMQ_REQ那样的限制。

    对于每一个连接，接收消息也是使用了公平队列，发送使用了循环队列（RR）。

    ZMQ_DEALER受ZMQ_RCVHW和ZMQ_SNDHW两个阀值影响（可通过zmq_setsockopt函数设置），一旦发送或接收队列达到阀值，Socket就会进入mute状态，此时对DEALER的任何zmq_send操作都会阻塞，直到mute状态结束。

如果当前没有有效的连接，zmq_send操作也会阻塞，直到有新的连接到来为止。

    DEALER发生阻塞并不会丢弃消息。

注意：如果ZMQ_DEALER连接到ZMQ_REP，每一个消息包必须包含一个空帧，然后再紧跟着数据包体。

 

特点总结：

• 可兼容的Socket types:    ZMQ_ROUTER, ZMQ_REP, ZMQ_DEALER
• 数据传输：             双向
• 发送/接收模式：        无限制
• 发送路由策略：        Round-robin（循环队列）
• 接收路由策略：        Fair-queued（公平队列）
• 进入mute状态后：        阻塞

ZMQ_ROUTER

ZMQ_ROUTER是一种用于请求/答应模式的更高级的扩展Socket，它可以自由的收发消息。

当ZMQ_ROUTER接收到消息时，会自动在消息顶部加入来源地址标识符，接收消息使用了公平队列。当发送消息时，ZMQ_ROUTER又会自动去掉这个标识符，并且根据这个标识符路由到相应的端点。

如果此地址标识的端点不存在，默认会毫无征兆的丢弃消息，除非将ZMQ_ROUTER_MANDATORY 选项设置为1。

当队列达到阀值时，Socket就会进入mute状态，此时所有后续发送到此Socket的消息都会被丢弃，直到mute状态结束。同样的，如果对端的接收队列达到了阀值，消息也会被丢弃。

如果ZMQ_REQ连接到ZMQ_ROUTER，从ZMQ_ROUTER接收到ZMQ_REQ的消息时，除了会在消息前加上来源地址标识符之外，还会加上一个空帧与原消息分隔，即：

因此消息可以包含多个地址标识符和多个数据包体，如：

            

地址和数据体之间必须用空帧分隔；

发送回应消息给ZMQ_REQ时，必须至少包含一个空帧；

发送消息时，ZMQ_ROUTER会根据第一个地址标识符路由到对应的端点；

    

特点总结：

• 可兼容的Socket types:    ZMQ_DEALER, ZMQ_REQ, ZMQ_ROUTER
• 数据传输：             双向
• 发送/接收模式：        无限制
• 接收路由策略：        Fair-queued（公平队列）
• 进入mute状态后：        丢弃消息

发布/订阅模式

ZMQ_PUB

ZMQ_PUB类型的Socket以发布者的身份向订阅者分发消息，消息以扇出的形式发送给所有订阅者连接。

ZMQ_PUB类型的Socket没有实现zmq_recv函数，所以不能对其调用zmq_recv函数！

当ZMQ_PUB Socket达到阀值时进入mute状态，此时后续发送的消息会被丢弃，知道mute状态结束。

对ZMQ_PUB Socket调用zmq_send永远不会发生阻塞。

 

特点总结：

• 可兼容的Socket types:    ZMQ_SUB, ZMQ_XSUB
• 数据传输：             单向
• 发送/接收模式：        只能发送
• 接收路由策略：        Fan out（扇出）
• 进入mute状态后：        丢弃消息

 

ZMQ_SUB

    ZMQ_SUB类型的Socket以订阅者的身份接收消息。初始的ZMQ_SUB Socket没有订阅任何消息，可以通过设置ZMQ_SUBSRIBE选项来指定需要订阅的消息。

    ZMQ_SUB Socket没有实现zmq_send函数，所以不能对其调用zmq_send函数！

    特点总结：

• 可兼容的Socket types:    ZMQ_PUB, ZMQ_XPUB
• 数据传输：             单向
• 发送/接收模式：        只能接收
• 接收路由策略：        Fair-queued（公平队列）

Socket options（部分）

概要：通过zmq_setsockopt和zmq_getsockopt函数来设置/读取指定选项。

ZMQ_SNDHWM

设置指定Socket的发送消息队列的高水位标识（阀值），ZMQ会严格限制发送队列的上限数。0表示无限制。

如果达到了这个限制，socket就会进入异常状态，ZMQ此时会采取适当的措施——阻塞或丢弃消息，这取决于socket的类型。

Note: ZMQ不保证socket一定能接受ZMQ_SNDHWM这么多的消息，甚至可能会低60%-70%，这取决于socket上的信息流。

 

• Option value type:         int
• Option value uint:         message
• Default value:             1000
• Applicable socket types:     all

ZMQ_RCVHWM

设置指定Socket的接受消息队列的高水位标识（阀值），ZMQ会严格限制接受队列的上限数。0表示无限制。

如果达到了这个限制，socket就会进入异常状态，ZMQ此时会采取适当的措施——阻塞或丢弃消息，这取决于socket的类型。

 

• Option value type:         int
• Option value uint:         message
• Default value:             1000
• Applicable socket types:     all

ZMQ_SUBSCRIBE

    ZMQ_SUBSCRIBE选项会在ZMQ_SUB Socket上建立一个消息过滤器。初始的ZMQ_SUB Socket会过滤掉所有的消息，因此必须设置这个选项，否则将收不到任何消息。

    如果设置一个0长度（option_value）的空值（option_value），ZMQ_SUB Socket会接受所有的消息。设置一个非空值将接受指定的消息。可以在同一个ZMQ_SUB Socket上设置多个过滤器，它将会接受至少一个匹配的消息。

 

• Option value type:         binary data
• Option value uint:         N/A
• Default value:             N/A
• Applicable socket types:     ZMQ_SUB

ZMQ_UNSUBSCRIBE

    此选项用来删除ZMQ_SUB Socket上通过ZMQ_SUBSCRIBE设置过的消息过滤器。如果Socket有多个实例有相同的过滤器，只删除其中一个。

 

• Option value type:         binary data
• Option value uint:         N/A
• Default value:             N/A
• Applicable socket types:     ZMQ_SUB

ZMQ_IDENTITY

    此选项用来设置Socket的身份标识，只能用于请求/答应模式。ROUTER Socket可以根据这个身份标识来路由信息。

    身份标识的长度规定在1-255 bytes. 由二进制零开头的标识符为ZMQ保留使用。

    如果两个身份标识相同的Socket连接到同一个对端（ROUTER），结果行为是未定义的。

 

• Option value type:         binary data
• Option value uint:         N/A
• Default value:             NULL
• Applicable socket types:    ZMQ_REQ, ZMQ_REP, ZMQ_ROUTER, ZMQ_DEALER

ZMQ_RCVTIMEO

    设置Socket的receive操作的超时。

如果为0，则zmq_recv会立即返回，如果没有接收到消息，会返回一个EAGAIN错误；

如果为-1，Socket会阻塞到有可用消息为止；

如果为其他值，Socket要么阻塞达到指定的时间还没接收到可用的消息，返回一个EAGAIN错误，要么在指定时间前接收到可用消息。

 

• Option value type:         int
• Option value uint:         milliseconds
• Default value:             -1(infinite)
• Applicable socket types:    all

ZMQ_SNDTIMEO

    设置Socket的Send操作的超时。

    如果为0，则zmq_send会立即返回，如果消息没有发送成功，会返回一个EAGAIN错误；

    如果为-1，Socket会一直阻塞到消息消息发送完毕；

    如果为其他值，Socket要么阻塞达到指定的时间还没发送完成，返回一个EAGAIN错误，要么在指定时间前发送完消息。

 

• Option value type:         int
• Option value uint:         milliseconds
• Default value:             -1(infinite)
• Applicable socket types:    all