RabbitMQ 系列AMQP协议

ZeroMQ和RabbitMQ是目前两种业界最为流行的消息队列,ZeroMQ的优势在于性能和轻量级,使用上类似于Socket通信,帮助应用封装了底层通信的细节,同时异步和不持久化消息的特点使得ZeroMQ拥有极其出色的性能,适用于高吞吐量/低延迟的应用场景。同时ZeroMQ与一般的消息中间件不同,它不需要部署和运行消息服务器,其客户端扮演了消息服务器的角色。但是,过于专注底层通信的设计理念让ZeroMQ灵活的同时也让应用披上沉重的包袱,对于一些不允许丢失消息的应用场景,应用不得不考虑消息的持久化的问题或者通过重发避免消息丢失。同时,异步发送消息的实现方式使得客户端无法参与消息的发送过程,这也是ZeroMQ设计上本身就无法支持事务的一个原因。

与ZeroMQ不同,RabbitMQ完全实现了AMQP协议,使用上类似于邮箱服务,支持消息的持久化、事务、拥塞控制、负载均衡等特性,使得RabbitMQ拥有更加广泛的应用场景。

功能

RabbitMQ

ZeroMQ

消息持久化

支持

不支持

事务

支持

不支持

使用

类似邮箱

类似Socket

性能

消息中间件

稳定性

高,企业级应用

Bug较多,稳定性较差

支持AMQP协议

支持

不支持

适用场景

不允许消息丢失

高吞吐/低延迟

介绍RabbitMQ前,有必须先了解一下AMQP协议。AMQP协议是一个高级抽象层消息通信协议,RabbitMQ是AMQP协议的实现。它主要包括以下组件:

1. Server(broker): 接受客户端连接,实现AMQP消息队列和路由功能的进程。

2. Virtual Host:其实是一个虚拟概念,类似于权限控制组,一个Virtual Host里面可以有若干个Exchange和Queue,但是权限控制的最小粒度是Virtual Host

3.Exchange:接受生产者发送的消息,并根据Binding规则将消息路由给服务器中的队列。ExchangeType决定了Exchange路由消息的行为,例如,在RabbitMQ中,ExchangeType有direct、Fanout和Topic三种,不同类型的Exchange路由的行为是不一样的。

4.Message Queue:消息队列,用于存储还未被消费者消费的消息。

5.Message: 由Header和Body组成,Header是由生产者添加的各种属性的集合,包括Message是否被持久化、由哪个Message Queue接受、优先级是多少等。而Body是真正需要传输的APP数据。

6.Binding:Binding联系了Exchange与Message Queue。Exchange在与多个Message Queue发生Binding后会生成一张路由表,路由表中存储着Message Queue所需消息的限制条件即Binding Key。当Exchange收到Message时会解析其Header得到Routing Key,Exchange根据Routing Key与Exchange Type将Message路由到Message Queue。Binding Key由Consumer在Binding Exchange与Message Queue时指定,而Routing Key由Producer发送Message时指定,两者的匹配方式由Exchange Type决定。

7.Connection:连接,对于RabbitMQ而言,其实就是一个位于客户端和Broker之间的TCP连接。

8.Channel:信道,仅仅创建了客户端到Broker之间的连接后,客户端还是不能发送消息的。需要为每一个Connection创建Channel,AMQP协议规定只有通过Channel才能执行AMQP的命令。一个Connection可以包含多个Channel。之所以需要Channel,是因为TCP连接的建立和释放都是十分昂贵的,如果一个客户端每一个线程都需要与Broker交互,如果每一个线程都建立一个TCP连接,暂且不考虑TCP连接是否浪费,就算操作系统也无法承受每秒建立如此多的TCP连接。RabbitMQ建议客户端线程之间不要共用Channel,至少要保证共用Channel的线程发送消息必须是串行的,但是建议尽量共用Connection。

9.Command:AMQP的命令,客户端通过Command完成与AMQP服务器的交互来实现自身的逻辑。例如在RabbitMQ中,客户端可以通过publish命令发送消息,txSelect开启一个事务,txCommit提交一个事务。

在了解了AMQP模型以后,需要简单介绍一下AMQP的协议栈,AMQP协议本身包括三层:

1. Modle Layer,位于协议最高层,主要定义了一些供客户端调用的命令,客户端可以利用这些命令实现自己的业务逻辑,例如,客户端可以通过queue.declare声明一个队列,利用consume命令获取一个队列中的消息。

2. Session Layer,主要负责将客户端的命令发送给服务器,在将服务器端的应答返回给客户端,主要为客户端与服务器之间通信提供可靠性、同步机制和错误处理。

3. Transport Layer,主要传输二进制数据流,提供帧的处理、信道复用、错误检测和数据表示。

原文发布于微信公众号 - nginx(nginx-study)

原文发表时间:2015-12-26

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