Rabbitmq基本原理

      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。

消息队列中间件的应用场景（不只是RabbitMQ）
   a.异步处理：在注册服务的时候，如果同步串行化的方式处理，让存储数据、邮件通知等挨着完成，延迟较大，采用消息队列，可以将邮件服务分离开来，将邮件任务之间放入消息队列中，之间返回，减少了         迟，提高了用户体验

  b.应用解耦：电商里面，在订单与库存系统的中间添加一个消息队列服务器，在用户下单后，订单系统将数据先进行持久化处理，然后将消息写入消息队列，直接返回订单创建成功，然后库存系统使用拉/推的方式，获取订单信息再进行库存操作
  c.流量削锋：秒杀活动中，一般会因为流量过大，导致流量暴增，应用挂掉。为解决这个问题，一般需要在应用前端加入消息队列。
服务器在接收到用户请求后，首先写入消息队列。这时如果消息队列中消息数量超过最大数量，则直接拒绝用户请求或返回跳转到错误页面；
秒杀业务根据秒杀规则读取消息队列中的请求信息，进行后续处理
  d.日志处理：Kalfka消息中间件

RabbitMQ的结构图

概念说明：

Broker：简单来说就是消息队列服务器实体。
Exchange：消息交换机，它指定消息按什么规则，路由到哪个队列。
Queue：消息队列载体，每个消息都会被投入到一个或多个队列。
Binding：绑定，它的作用就是把exchange和queue按照路由规则绑定起来，Exchange 和Queue的绑定可以是多对多的关系。
Routing Key：路由关键字，exchange根据这个关键字进行消息投递。
vhost：虚拟主机，一个broker里可以开设多个vhost，用作不同用户的权限分离。
Producer：消息生产者，就是投递消息的程序。
Consumer：消息消费者，就是接受消息的程序。
Channel：消息通道，在客户端的每个连接里，可建立多个channel，每个channel代表一个会话任务。

消息队列的使用过程
1、客户端连接到消息队列服务器，打开一个channel。
2、客户端声明一个exchange，并设置相关属性。
3、客户端声明一个queue，并设置相关属性。
4、客户端使用routing key，在exchange和queue之间建立好绑定关系。
5、客户端投递消息到exchange。
6、exchange接收到消息后，就根据消息的key和已经设由binding，进行消息路里，将消息投递到一个或多个队列里

ps:通过durable参数来进行exchang、queue、消息持久化

 

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：

1. 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。
2. 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。
3. 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。
4. 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。

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

RabbitMQ交换机
RabbitMQ包含四种不同的交换机类型（Exchange）：

Direct exchange：直连交换机，转发消息到routigKey指定的队列，如果消息的routigKey和binding的routigKey直接匹配的话，消息将会路由到该队列
Fanout exchange：扇形交换机，转发消息到所有绑定队列（速度最快），不管消息的routigKey息和binding的参数表头部信息和值是什么，消息将会路由到所有的队列
Topic exchange：主题交换机，按规则转发消息（最灵活），如果消息的routigKey和binding的routigKey符合通配符匹配的话，消息将会路由到该队列
Headers exchange：首部交换机 ，如果消息的头部信息和binding的参数表中匹配的话，消息将会路由到该队列。