RabbitMQ基本使用

RabbitMQ

RabbitMQ可以说是目前较为火热的一款消息中间件，其本身由Erlang语言进行编写，部署简单操作方便，是必备的一门技术栈。

RabbitMQ官网

它支持各种主流语言的驱动，如下所示：

那么现在本章将用Python来探究一下RabbitMQ的使用。

RabbitMQ官方提供多种安装方式，具体可参照官网，这里将采用Docker部署，版本为3.8.14：

docker run -d --name rabbitmq -p 5672:5672 -p 15672:15672 rabbitmq:3-management

同时我们还需要为Python安装对应操纵RabbitMQ的驱动模块，名为pika，可直接通过pip进行安装：

pip3 install pika

基础的p2p

简单模式

基础的p2p在RabbitMQ中被称为简单模式，即一个生产者的信息仅能被一个消费者所接收，整个流程步骤如下：

• 生产者/消费者链接RabbitMQ服务
• 生产者/消费者创建消息队列
• 生产者产生消息，放入消息队列中
• 消费者获得消息，并且消费该消息

生产者代码如下：

#!/usr/local/bin/python3
# -*- coding:utf-8 -*-

import pika

# 建立链接
connection = pika.BlockingConnection(pika.ConnectionParameters(host="localhost", port=5672))

# 拿到操纵对象
channel = connection.channel()

# 创建/获取队列
channel.queue_declare(queue="q1")

# exchange = ""： 普通的p2p模式
# routing_key：放进那个队列
# body：消息主体
channel.basic_publish(
    exchange="",
    routing_key="q1",
    body="this is a message",
)

print("The message is sent to q1!")

消费者代码如下：

#!/usr/local/bin/python3
# -*- coding:utf-8 -*-

import pika

# 建立链接
connection = pika.BlockingConnection(pika.ConnectionParameters(host="localhost", port=5672))

# 拿到操纵对象
channel = connection.channel()

# 创建/获取队列
channel.queue_declare(queue="q1")


# 回调函数：ch,method,properties都是固定写法，body参数是消息体,bytes格式
def callback(ch, method, properties, body):
    print(body.decode("utf8"))
    print("The consumer successfully gets the message from the q1 queue!")


# queue：监听的队列
# auto_ack：自动回复ack确认
channel.basic_consume(
    queue="q1",
    auto_ack=True,
    on_message_callback=callback,
)

# 开始监听队列，会一直进行监听
channel.start_consuming()

多个消费

如果仅有一个生产者，而有多个消费者想要获取数据，那这些消费者则会轮询的依次的从队列中获得数据，如下代码可对其进行验证，你只需要并行的多开几个消费者即可：

生产者代码 如下：

#!/usr/local/bin/python3
# -*- coding:utf-8 -*-

import pika

connection = pika.BlockingConnection(pika.ConnectionParameters(host="localhost", port=5672))
channel = connection.channel()
channel.queue_declare(queue="q1")

for i in range(5):
    channel.basic_publish(
        exchange="",
        routing_key="q1",
        body="this is a message{0}".format(i),
    )

    print("The message{0} is sent to q1".format(i))

消费者代码如下：

#!/usr/local/bin/python3
# -*- coding:utf-8 -*-
import pika

connection = pika.BlockingConnection(pika.ConnectionParameters(host="localhost", port=5672))
channel = connection.channel()
channel.queue_declare(queue="q1")


def callback(ch, method, properties, body):
    print(body.decode("utf8"))
    print("The consumer successfully gets the message from the q1 queue!")


channel.basic_consume(
    queue="q1",
    auto_ack=True,
    on_message_callback=callback,
)
channel.start_consuming()

相关参数

应答参数

在消费者中，有一条这样的代码：

# auto_ack=True

channel.basic_consume(
    queue="q1",
    auto_ack=True,
    on_message_callback=callback,
)

这条代码的意思是一旦消费者从队列中取出消息，不论是否消费该消息，都会立即向RabbitMQ服务发送一个我以接收，你可以从队列中将该消息抹除的信号。

如下图所示：

如果该参数设置为False，则代表消费者向RabbitMQ的这条ack确认信号转为手动触发，也就是说，我们可以在消费者成功的消费掉这条信息后再手动通知RabbitMQ从队列中将该消息进行移除。

本质上，该参数如果为False，消费者是不会取出队列中的信息，而是完全拷贝一份。

在消费完成后，你可以手动通知RabbitMQ删除消息的代码如下，固定写法：

ch.basic_ack(delivery_tag=method.delivery_tag)

还是上一个整体的消费者代码吧...

#!/usr/local/bin/python3
# -*- coding:utf-8 -*-
import time
import pika

connection = pika.BlockingConnection(pika.ConnectionParameters(host="localhost", port=5672))
channel = connection.channel()
channel.queue_declare(queue="q1")


def callback(ch, method, properties, body):
    print("Processing...")
    time.sleep(3)
    # 通知RabbitMQ，你可以删除了
    ch.basic_ack(delivery_tag=method.delivery_tag)


# auto_ack：手动回复ack确认
channel.basic_consume(
    queue="q1",
    auto_ack=False,
    on_message_callback=callback,
)

channel.start_consuming()

另外，如果此时你启动3个消费者，你会发现队列中的消息不是轮询了，而是被第一个消费者独占：

持久化参数

RabbitMQ中所有的消息都存储在内存中，这意味着某些特殊情况下，如RabbitMQ服务突然宕掉之后，在队列中的数据都会丢失。

我们可以对队列进行持久化设置，让其将数据保存在磁盘中。

有趣的是，RabbitMQ中对队列的持久化分为2个层次：

• 你这个队列要不要持久化?
• 你这个队列中的消息要不要持久化？

需要注意的是，在RabbitMQ的一次服务周期中，一个队列如果已经声明是非持久化队列，则不能将其改变为持久化队列，你需要重新创建一个新的持久化队列。

用代码看一下实际效果吧，将下面这段生产者代码尝试运行：

#!/usr/local/bin/python3
# -*- coding:utf-8 -*-

import pika

connection = pika.BlockingConnection(pika.ConnectionParameters(host="localhost", port=5672))
channel = connection.channel()

# durable：如果为True则代表着是持久化队列，默认是False
channel.queue_declare(queue="q2", durable=True)

# delivery_mode：2是对该消息持久化，1是不持久化，默认为1
channel.basic_publish(
    exchange="",
    routing_key="q2",
    body="持久化信息",
    properties=pika.BasicProperties(
        delivery_mode=2,
    )
)

channel.basic_publish(
    exchange="",
    routing_key="q2",
    body="非持久化信息",
)

print("The messages is sent to q2")

现在q2队列中应该具有2条信息，我们停止Docker容器的运行在对其重新进行启动：

$ docker container stop rabbitmq
$ docker container start rabbitmq

然后启动消费者，看能拿到几条信息：

#!/usr/local/bin/python3
# -*- coding:utf-8 -*-
import time

import pika

connection = pika.BlockingConnection(pika.ConnectionParameters(host="localhost", port=5672))
channel = connection.channel()

# durable：如果为True则代表着是持久化队列，默认是False
channel.queue_declare(queue="q2", durable=True)


def callback(ch, method, properties, body):
    print(body.decode("utf8"))


channel.basic_consume(
    queue="q2",
    auto_ack=True,
    on_message_callback=callback,
)

channel.start_consuming()

当然，结果只能拿到持久化信息，非持久化信息是拿不到的。

闲置消费

默认的队列消息分发策略是轮询分发，这会导致一个问题，如我有2个消费者：

• 消费者A拿出消息，并处理
• 消费者B拿出消息，并处理
• 消费者A想拿出消息，但是消费者B还没有处理完，消费者A拿不出消息

所以我们可以将分发策略改为闲置消费，即谁处理的快，下一条消息就归谁，而不再使用轮询分发，你只需要在消费者的下面加上这句代码即可。

 channel.basic_qos(prefetch_count=1) 

还是拿多个消费一节的例子来举例，修改一下消费者的代码，生产者依旧用上面的即可：

#!/usr/local/bin/python3
# -*- coding:utf-8 -*-
import time
import pika

connection = pika.BlockingConnection(pika.ConnectionParameters(host="localhost", port=5672))
channel = connection.channel()
channel.queue_declare(queue="q1")


def callback(ch, method, properties, body):
    print(body.decode("utf8"))
    # 第二个消费者取消注释
    time.sleep(50)
    ch.basic_ack(delivery_tag=method.delivery_tag)


# 关闭轮询策略，改为闲置优先，必须写在监听的上面
channel.basic_qos(prefetch_count=1)
channel.basic_consume(
    queue="q1",
    auto_ack=False,
    on_message_callback=callback,
)

channel.start_consuming()

交换机模式

普通发布订阅

RabbitMQ中的发布订阅与Kafka中的有所不同，它必须依赖一个被称为交换机的东西来进行消息的发布，整个流程如下：

• 生产者创建交换机
• 消费者创建队列链接至交换机
• 生产者创建消息，放入交换机中
• 消费者通过队列拿出交换机中的消息

如下图所示：

不同于p2p模式，交换机模式下所有监听该交换机的队列都会获取到信息，并且传递给消费者。

注意！必须先启动消费者，再启动生产者

生产者代码如下：

#!/usr/local/bin/python3
# -*- coding:utf-8 -*-

import pika

connection = pika.BlockingConnection(pika.ConnectionParameters(host="localhost", port=5672))
channel = connection.channel()

# 创建交换机
# exchange：交换机的名字
# exchange_type：交换机的类型，普通的发布订阅模式
channel.exchange_declare(
    exchange="switch",
    exchange_type="fanout",
)

# exchange = "switch"： 向交换机中发送消息
# routing_key：消息关键字
# body：消息主体
for i in range(5):
    channel.basic_publish(
        exchange="switch",
        routing_key="",
        body="this is a message{0}".format(i),
    )

    print("The message{0} is sent to switch".format(i))

消费者代码如下：

#!/usr/local/bin/python3
# -*- coding:utf-8 -*-
import time
import pika

# 建立链接
connection = pika.BlockingConnection(pika.ConnectionParameters(host="localhost", port=5672))

# 拿到操纵对象
channel = connection.channel()

# 监听的交换机
# exchange：交换机的名字
# exchange_type：交换机的类型，普通类型（发布订阅）
channel.exchange_declare(
    exchange="switch",
    exchange_type="fanout",
)

# 创建一个用于去交换机中获取消息的队列
# exclusive：队列名随机
# result：创建结果
result = channel.queue_declare("", exclusive=True)

# 从创建结果中获取队列名
queue_name = result.method.queue

# 队列绑定交换机
channel.queue_bind(
    exchange="switch",
    queue=queue_name
)

# 回调函数：ch,method,properties都是固定写法，body参数是消息体,bytes格式
def callback(ch, method, properties, body):
    print(body.decode("utf8"))


# queue：监听的队列
# auto_ack：自动回复ack确认
channel.basic_consume(
    queue=queue_name,
    auto_ack=True,
    on_message_callback=callback,
)

# 开始监听队列
channel.start_consuming()

关键字订阅

在上面的普通发布订阅模式中，只要生产者生产了数据，消费者就必须接收。

而在关键字订阅中，消费者可以筛选交换机中的数据，如下图所示：

我们需要做的是改变交换机的类型为关键字类型，并且指定消费者所关心的数据关键字。

注意！必须先启动消费者，再启动生产者

生产者代码如下：

#!/usr/local/bin/python3
# -*- coding:utf-8 -*-

import pika

# 建立链接
connection = pika.BlockingConnection(pika.ConnectionParameters(host="localhost", port=5672))

# 拿到操纵对象
channel = connection.channel()

# 创建交换机
# exchange：交换机的名字
# exchange_type：交换机的类型，关键字发布订阅模式
channel.exchange_declare(
    exchange="switch1",
    exchange_type="direct",
)

# exchange = "switch1"： 向交换机中发送消息
# routing_key：消息关键字
# body：消息主题
for i in range(3):
    li1 = ["新闻", "天气", "国家"]
    li2 = ["大新闻", "好天气", "某国家成立了"]
    channel.basic_publish(
        exchange="switch1",
        routing_key=li1[i],
        body=li2[i],
    )

    print("The message{0} is sent to switch1".format(i))

消费者代码如下，仅能接收到大新闻：

#!/usr/local/bin/python3
# -*- coding:utf-8 -*-
import time
import pika

# 建立链接
connection = pika.BlockingConnection(pika.ConnectionParameters(host="localhost", port=5672))

# 拿到操纵对象
channel = connection.channel()

# 监听的交换机
# exchange：交换机的名字
# exchange_type：交换机的类型，关键字发布订阅模式
channel.exchange_declare(
    exchange="switch1",
    exchange_type="direct",
)

# 创建一个用于去交换机中获取消息的队列
# exclusive：队列名随机
# result：创建结果
result = channel.queue_declare("", exclusive=True)

# 从创建结果中获取队列名
queue_name = result.method.queue

# 队列绑定交换机，仅获取新闻相关的
channel.queue_bind(
    exchange="switch1",
    queue=queue_name,
    routing_key="新闻",
)


# 回调函数：ch,method,properties都是固定写法，body参数是消息体,bytes格式
def callback(ch, method, properties, body):
    print(body.decode("utf8"))


# queue：监听的队列
# auto_ack：自动回复ack确认
channel.basic_consume(
    queue=queue_name,
    auto_ack=True,
    on_message_callback=callback,
)

# 开始监听队列
channel.start_consuming()

模糊订阅

模糊订阅是关键字订阅的一种升级版。

关键字订阅的信息必须归于某一类型，关键字一个不能多一个不能少，比如我绑定了国家这个关键字，那么就只能匹配国家的信息。

而对于国家.天气、国家.新闻这种信息一概不会匹配。

而模糊订阅就可以做到关键字订阅做不到的，我们可以使用通配符*以及#来对关键字进行模糊匹配。

• *是指仅匹配后面的任意的一个字符
• #是指匹配后面的连续多个字符

现在，我们可以使用国家.#来匹配到任何关于国家的词汇，如国家天气、国家新闻等等信息。

如下图所示：

注意！必须先启动消费者，再启动生产者

生产者代码如下：

#!/usr/local/bin/python3
# -*- coding:utf-8 -*-

import pika

# 建立链接
connection = pika.BlockingConnection(pika.ConnectionParameters(host="localhost", port=5672))

# 拿到操纵对象
channel = connection.channel()

# 创建交换机
# exchange：交换机的名字
# exchange_type：交换机的类型，模糊的订阅模式
channel.exchange_declare(
    exchange="switch3",
    exchange_type="topic",
)

# exchange = "switch3"： 向交换机中发送消息
# routing_key：消息关键字，必须严格按照.进行分割才能匹配
# body：消息主体
channel.basic_publish(
    exchange="switch3",
    routing_key="国家.新闻",
    body="xx国家的新闻",
)

channel.basic_publish(
    exchange="switch3",
    routing_key="国家.天气",
    body="xx国家的天气",
)

channel.basic_publish(
    exchange="switch3",
    routing_key="天气.新闻",
    body="xx天气的新闻",
)

print("The messages is sent to switch3")

消费者代码如下，仅能接收到国家.新闻、国家.天气，而对于天气.新闻来说是接收不到的：：

#!/usr/local/bin/python3
# -*- coding:utf-8 -*-
import time
import pika

# 建立链接
connection = pika.BlockingConnection(pika.ConnectionParameters(host="localhost", port=5672))

# 拿到操纵对象
channel = connection.channel()

# 监听的交换机
# exchange：交换机的名字
# exchange_type：交换机的类型，模糊的订阅模式
channel.exchange_declare(
    exchange="switch3",
    exchange_type="topic",
)

# 创建一个用于去交换机中获取消息的队列
# exclusive：队列名随机
# result：创建结果
result = channel.queue_declare("", exclusive=True)

# 从创建结果中获取队列名
queue_name = result.method.queue

# 队列绑定交换机，仅获取国家xx相关的
channel.queue_bind(
    exchange="switch3",
    queue=queue_name,
    routing_key="国家.#",
)


# 回调函数：ch,method,properties都是固定写法，body参数是消息体,bytes格式
def callback(ch, method, properties, body):
    print(body.decode("utf8"))


# queue：监听的队列
# auto_ack：自动回复ack确认
channel.basic_consume(
    queue=queue_name,
    auto_ack=True,
    on_message_callback=callback,
)

# 开始监听队列
channel.start_consuming()