RabbitMQ基础教程

RabbitMQ基础教程

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一、简述

以熟悉的电商场景为例,如果商品服务和订单服务是两个不同的微服务,在下单的过程中订单服务需要调用商品服务进行扣库存操作。按照传统的方式,下单过程要等到调用完毕之后才能返回下单成功,如果网络产生波动等原因使得商品服务扣库存延迟或者失败,会带来较差的用户体验,如果在高并发的场景下,这样的处理显然是不合适的,那怎么进行优化呢?这就需要消息队列登场了。

消息队列提供一个异步通信机制,消息的发送者不必一直等待到消息被成功处理才返回,而是立即返回。消息中间件负责处理网络通信,如果网络连接不可用,消息被暂存于队列当中,当网络畅通的时候在将消息转发给相应的应用程序或者服务,当然前提是这些服务订阅了该队列。如果在商品服务和订单服务之间使用消息中间件,既可以提高并发量,又降低服务之间的耦合度。

RabbitMQ就是这样一款我们苦苦追寻的消息队列。RabbitMQ是一个开源的消息代理的队列服务器,用来通过普通协议在完全不同的应用之间共享数据。

RabbitMQ是使用Erlang语言来编写的,并且RabbitMQ是基于AMQP协议的。Erlang语言在数据交互方面性能优秀,有着和原生Socket一样的延迟,这也是RabbitMQ高性能的原因所在。可谓“人如其名”,RabbitMQ像兔子一样迅速。

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特点

RabbitMQ除了像兔子一样跑的很快以外,还有这些特点:

  • 开源、性能优秀,稳定性保障
  • 提供可靠性消息投递模式、返回模式
  • 与Spring AMQP完美整合,API丰富
  • 集群模式丰富,表达式配置,HA模式,镜像队列模型
  • 保证数据不丢失的前提做到高可靠性、可用性

应用场景

  • 异步处理:把消息放入消息中间件中,等到需要的时候再去处理。
  • 流量削峰:例如秒杀活动,在短时间内访问量急剧增加,使用消息队列,当消息队列满了就拒绝响应,跳转到错误页面,这样就可以使得系统不会因为超负载而崩溃。
  • 日志处理
  • 应用解耦:假设某个服务A需要给许多个服务(B、C、D)发送消息,当某个服务(例如B)不需要发送消息了,服务A需要改代码再次部署;当新加入一个服务(服务E)需要服务A的消息的时候,也需要改代码重新部署;另外服务A也要考虑其他服务挂掉,没有收到消息怎么办?要不要重新发送呢?是不是很麻烦,使用MQ发布订阅模式,服务A只生产消息发送到MQ,B、C、D从MQ中读取消息,需要A的消息就订阅,不需要了就取消订阅,服务A不再操心其他的事情,使用这种方式可以降低服务或者系统之间的耦合。

二、AMQP协议

提到RabbitMQ,就不得不提AMQP协议AMQP协议是具有现代特征的二进制协议。是一个提供统一消息服务的应用层标准高级消息队列协议,是应用层协议的一个开放标准,为面向消息的中间件设计。

概念

  • Server:接收客户端的连接,实现AMQP实体服务。
  • Connection:连接,应用程序与Server的网络连接,TCP连接。
  • Channel:信道,消息读写等操作在信道中进行。客户端可以建立多个信道,每个信道代表一个会话任务。
  • Message:消息,应用程序和服务器之间传送的数据,消息可以非常简单,也可以很复杂。有Properties和Body组成。Properties为外包装,可以对消息进行修饰,比如消息的优先级、延迟等高级特性;Body就是消息体内容。
  • Virtual Host:虚拟主机,用于逻辑隔离。一个虚拟主机里面可以有若干个Exchange和Queue,同一个虚拟主机里面不能有相同名称的Exchange或Queue。
  • Exchange:交换器,接收消息,按照路由规则将消息路由到一个或者多个队列。如果路由不到,或者返回给生产者,或者直接丢弃。RabbitMQ常用的交换器常用类型有direct、topic、fanout、headers四种,后面详细介绍。
  • Binding:绑定,交换器和消息队列之间的虚拟连接,绑定中可以包含一个或者多个RoutingKey。
  • RoutingKey:路由键,生产者将消息发送给交换器的时候,会发送一个RoutingKey,用来指定路由规则,这样交换器就知道把消息发送到哪个队列。路由键通常为一个“.”分割的字符串,例如“com.rabbitmq”。
  • Queue:消息队列,用来保存消息,供消费者消费。

我们完全可以直接使用 Connection 就能完成信道的工作,为什么还要引入信道呢?

试想这样一个场景, 一个应用程序中有很多个线程需要从 RabbitMQ 中消费消息,或者生产消息,那么必然需要建立很多个 Connection,也就是许多个 TCP 连接。然而对于操作系统而言,建立和销毁 TCP 连接是非常昂贵的开销,如果遇到使用高峰,性能瓶颈也随之显现。 RabbitMQ 采用 TCP 连接复用的方式,不仅可以减少性能开销,同时也便于管理 。

AMQP的协议模型:

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AMQP协议模型有三部分组成:生产者、消费者和服务端。

生产者是投递消息的一方,首先连接到Server,建立一个连接,开启一个信道;然后生产者声明交换器和队列,设置相关属性,并通过路由键将交换器和队列进行绑定。同理,消费者也需要进行建立连接,开启信道等操作,便于接收消息。

接着生产者就可以发送消息,发送到服务端中的虚拟主机,虚拟主机中的交换器根据路由键选择路由规则,然后发送到不同的消息队列中,这样订阅了消息队列的消费者就可以获取到消息,进行消费。

最后还要关闭信道和连接。

RabbitMQ是基于AMQP协议实现的,其结构如下图所示,和AMQP协议简直就是一模一样。

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三、常用交换器

RabbitMQ常用的交换器类型有directtopicfanoutheaders四种。

Direct Exchange

该类型的交换器将所有发送到该交换器的消息被转发到RoutingKey指定的队列中,也就是说路由到BindingKeyRoutingKey完全匹配的队列中。

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Topic Exchange

该类型的交换器将所有发送到Topic Exchange的消息被转发到所有RoutingKey中指定的Topic的队列上面。

ExchangeRoutingKey和某Topic进行模糊匹配,其中“”用来匹配一个词,“#”用于匹配一个或者多个词。例如“com.#”能匹配到“com.rabbitmq.oa”和“com.rabbitmq”;而"login."只能匹配到“com.rabbitmq”。

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Fanout Exchange

该类型不处理路由键,会把所有发送到交换器的消息路由到所有绑定的队列中。优点是转发消息最快,性能最好。

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Headers Exchange

该类型的交换器不依赖路由规则来路由消息,而是根据消息内容中的headers属性进行匹配。headers类型交换器性能差,在实际中并不常用。

四、RabbitMQ安装

Docker下安装RabbitMQ

下载镜像并运行RabbitMQ

$ docker run -d --name rabbitmq3 -p 5672:5672 -p 15672:15672 -v `pwd`/data:/var/lib/rabbitmq --hostname myRabbit -e RABBITMQ_DEFAULT_VHOST=my_vhost  -e RABBITMQ_DEFAULT_USER=admin -e RABBITMQ_DEFAULT_PASS=admin rabbitmq:management

说明:
-d 后台运行容器;
--name 指定容器名;
-p 指定服务运行的端口(5672:应用访问端口;15672:控制台Web端口号);
-v 映射目录或文件;
--hostname 主机名(RabbitMQ的一个重要注意事项是它根据所谓的 “节点名称” 存储数据,默认为主机名);
-e 指定环境变量;(RABBITMQ_DEFAULT_VHOST:默认虚拟机名;RABBITMQ_DEFAULT_USER:默认的用户名;RABBITMQ_DEFAULT_PASS:默认用户名的密码)

$ docker ps -a

查看docker容器,发现RabbitMQ正在运行

image.png

然后就可以使用浏览器打开web管理端:http://Server-IP:15672

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