Rabbitmq基本原理

Exchange类似于数据通信网络中的交换机,提供消息路由策略。rabbitmq中,producer不是通过信道直接将消息发送给queue,而是先发送给Exchange。一个Exchange可以和多个Queue进行绑定,producer在传递消息的时候,会传递一个ROUTING_KEY,Exchange会根据这个ROUTING_KEY按照特定的路由算法,将消息路由给指定的queue。和Queue一样,Exchange也可设置为持久化,临时或者自动删除。 queue采用轮询的方式从绑定的queue中取消息。 MQ全称为Message Queue, 是一种分布式应用程序的的通信方法,它是消费-生产者模型的一个典型的代表,producer往消息队列中不断写入消息,而另一端consumer则可以读取或者订阅队列中的消息。RabbitMQ是MQ产品的典型代表,是一款基于AMQP协议可复用的企业消息系统。业务上,可以实现服务提供者和消费者之间的数据解耦,提供高可用性的消息传输机制,在实际生产中应用相当广泛。本文意在介绍Rabbitmq的基本原理,包括rabbitmq基本框架,概念,通信过程等。

系统架构

Rabbitmq系统最核心的组件是Exchange和Queue,下图是系统简单的示意图。Exchange和Queue是在rabbitmq server(又叫做broker)端,producer和consumer在应用端。

##producer&Consumer

producer指的是消息生产者,consumer消息的消费者。

##Queue

消息队列,提供了FIFO的处理机制,具有缓存消息的能力。rabbitmq中,队列消息可以设置为持久化,临时或者自动删除。

  1. 设置为持久化的队列,queue中的消息会在server本地硬盘存储一份,防止系统crash,数据丢失
  2. 设置为临时队列,queue中的数据在系统重启之后就会丢失
  3. 设置为自动删除的队列,当不存在用户连接到server,队列中的数据会被自动删除 ##Exchange

Exchange类似于数据通信网络中的交换机,提供消息路由策略。rabbitmq中,producer不是通过信道直接将消息发送给queue,而是先发送给Exchange。一个Exchange可以和多个Queue进行绑定,producer在传递消息的时候,会传递一个ROUTING_KEY,Exchange会根据这个ROUTING_KEY按照特定的路由算法,将消息路由给指定的queue。和Queue一样,Exchange也可设置为持久化,临时或者自动删除。

Exchange有4种类型:direct(默认),fanout, topic, 和headers,不同类型的Exchange转发消息的策略有所区别:

  1. Direct 直接交换器,工作方式类似于单播,Exchange会将消息发送完全匹配ROUTING_KEY的Queue
  2. fanout 广播是式交换器,不管消息的ROUTING_KEY设置为什么,Exchange都会将消息转发给所有绑定的Queue。
  3. topic 主题交换器,工作方式类似于组播,Exchange会将消息转发和ROUTING_KEY匹配模式相同的所有队列,比如,ROUTING_KEY为user.stock的Message会转发给绑定匹配模式为 .stock,user.stock, . 和#.user.stock.#的队列。( 表是匹配一个任意词组,#表示匹配0个或多个词组)
  4. headers 消息体的header匹配(ignore) Binding

所谓绑定就是将一个特定的 Exchange 和一个特定的 Queue 绑定起来。Exchange 和Queue的绑定可以是多对多的关系。

##virtual host

在rabbitmq server上可以创建多个虚拟的message broker,又叫做virtual hosts (vhosts)。每一个vhost本质上是一个mini-rabbitmq server,分别管理各自的exchange,和bindings。vhost相当于物理的server,可以为不同app提供边界隔离,使得应用安全的运行在不同的vhost实例上,相互之间不会干扰。producer和consumer连接rabbit server需要指定一个vhost。

##通信过程

假设P1和C1注册了相同的Broker,Exchange和Queue。P1发送的消息最终会被C1消费。基本的通信流程大概如下所示:

  1. P1生产消息,发送给服务器端的Exchange
  2. Exchange收到消息,根据ROUTINKEY,将消息转发给匹配的Queue1
  3. Queue1收到消息,将消息发送给订阅者C1
  4. C1收到消息,发送ACK给队列确认收到消息
  5. Queue1收到ACK,删除队列中缓存的此条消息 Consumer收到消息时需要显式的向rabbit broker发送basic.ack消息或者consumer订阅消息时设置auto_ack参数为true。在通信过程中,队列对ACK的处理有以下几种情况:
  6. 如果consumer接收了消息,发送ack,rabbitmq会删除队列中这个消息,发送另一条消息给consumer。
  7. 如果cosumer接受了消息, 但在发送ack之前断开连接,rabbitmq会认为这条消息没有被deliver,在consumer在次连接的时候,这条消息会被redeliver。
  8. 如果consumer接受了消息,但是程序中有bug,忘记了ack,rabbitmq不会重复发送消息。
  9. rabbitmq2.0.0和之后的版本支持consumer reject某条(类)消息,可以通过设置requeue参数中的reject为true达到目地,那么rabbitmq将会把消息发送给下一个注册的consumer。 Conclusion

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