认识一下 RabbitMQ

分布式系统中，如何在各个应用之间高效的进行通信，是系统设计中的一个关键。

使用 消息代理（message broker） 是一个优雅的解决方案。

RabbitMQ 就是一个被广泛应用的消息代理，遵循 AMQP协议。

接下来我们就了解一下：

Message Broker 概念
AMQP 协议的核心构成
消息转发的 4 种模式

1. Message Broker

broker 是经纪人的意思，促成卖方、买方的交易，例如房产经纪人。

消息模型中，有消息的生产者、消费者，就相当于卖方、买方。

所以，也需要一个消息经纪人，这就引出了 message broker 的概念。

message broker 从生产者接收消息，再发送给消费者，这样，生产者、消费者可以完全隔离。

RabbitMQ 就是一个 message broker。

2. AMQP

具体如何传递消息？要看使用的消息协议。

RabbitMQ 支持多种协议，其中最重要的是 AMQP（Advanced Message Queuing Protocol）。

AMQP 的概念模型很简单，包含3个部分：

Queue
Binding
Exchange

当一个消息发布到 RabbitMQ 后，首先到达 Exchange，然后 Exchange 把消息分配给 Queue，消费者从 Queue 中得到消息。

AMQP 是一个可编程的协议，我们可以自由配置 exchange, binding, queue。

2.1 Queue 队列

Queue 是先进先出数据结构。

Queue 是 RabbitMQ 存储消息的地方。

Queue 可以灵活的配置，例如：

设置 name
配置可靠模式，即使 broker 宕机也可以保障数据安全
消息自动删除
独占模式
……

2.3 Consumer 消费者

一个 queue 可以同时连接多个 consumer。

consumer 既可以自己从 queue 拉取消息，也可以由 queue 主动把消息推给 consumer。

2.4 Binding 绑定

Binding 是 Queue 与 Exchange 建立连接的规则。

每个 Queue 都会与一个默认 Exchange 连接，我们可以为这个 Queue 连接更多的 Exchange。

Exchange 通过 Binding 规则，把消息路由到相应的 Queue。

2.5 Exchange

Exchange 是 RabbitMQ 的消息网关。

Exchange 就像是一个接线员，收到消息后决定如何转发。

主要有 4 种转发类型：

Direct
Fanout
Topic
Header

下面具体了解一下。

3. 消息转发模式

3.1 Direct 直传

Routing key == Binding key

routing key 是消息的一个属性。
binding key 是绑定 queue 与 exchange 时指定的。

生产者（绿色球）发送了一个消息，带着一个 routing key -- img.resize。

当消息到达 exchange（桔色球）后，exchange 会查找所有带着 img.resize 这个 Binding key 的 queue。

找到匹配的 queue 之后，消息就会被发送给这些 queue。

如果没找到，消息会被退回给生产者，或者丢弃。

消息到达指定的 queue 之后，会以轮询的形式分派给消费者（resizer.1/resizer.2），确保负载均衡。

3.2 Fanout 扇形

此方式会忽略 routing key，把消息分派给所有连接的 queue。

最常见的场景就是消息广播。

注意，此方式是 exchange 广播给 queue，不是 queue 广播给 consumer。queue 到 consumer 还是轮询的方式。

3.3 Topic 主题

routing key 与 binding key 进行模式匹配。

Routing key == Pattern in binding key

RabbitMQ 使用 * 和 # 这2个通配符。

* - 匹配一个词。

# - 匹配 0 个或多个词。

routing key 为 logs.error 的消息，匹配 binding key -- logs.error 和 logs.*，所以消息会进入 "only error" 和 "alllogs"。

routing key 为 logs.success 的消息，匹配binding key -- #success 和 logs.*，所以消息会进入 "only success" 和 "alllogs"。

这种形式有非常多的应用场景，可以用于发布-订阅模式、将相关数据分发给期望的 worker 等等。

3.4 Header

一种特殊类型的 exchange，基于消息头中的 key 进行路由。

使用这种方式后，就会忽略消息的 routing key 属性。

对一个 header exchange 创建 binding 时，可以对一个 queue 绑定多个 header，这种情况下，消息生产者需要告诉 RabbitMQ 匹配哪些 key，producer 可以指定一个标识 x-match，值可以是：

any - 只有一个值应该匹配。
all - 所有值都必须匹配。

4. 消息确认

消息到达目的地之后，broker 应该从队列中将其删除，这是为了防止消息过多导致溢出。

删除消息之前，broker 必须得到确认通知。

有 2 种通知方式：

自动通知：只要 consumer 接收到消息即可，不管是否处理完成。
明确显示通知：只有在 consumer 发送回来一个确认信息后才可以，这样保证 consumer 处理完成后再删除。

推荐阅读：

架构设计原则 - 高并发
架构设计 -- 服务降级
接口级故障处理策略
高并发的常用策略
分布式唯一ID的生成方案