四、RabbitMQ Exchange类型

RabbitMQ整体上是一个生产者与消费者模型，主要负责接收、存储和转发消息。可以把消息传递的过程想象成：当你将一个包裹送到邮局，邮局会暂存并最终将邮件通过邮递员送到收件人的手上，RabbitMQ就好比由邮局、邮箱和邮递员组成的一个系统。从计算机术语层面来说，RabbitMQ模型更像是一种交换机模型。

RabbitMQ模型

(https://img2018.cnblogs.com/blog/1070782/201811/1070782-20181126114829628-838184144.png)

从图中可以看出RabbitMQ主要由Exchange和Queue两部分组成，然后通过RoutingKey关联起来，消息投递到Exchange然后通过Queue接收存储。

消息队列运转过程

1. 生产者将业务方数据进行可能的包装，之后封装成消息，发送（AMQP协议里这个动作对应的命令为Basic.Publish）到Broker中。

2. 消费者订阅并接收消息（AMQP协议里这个动作对应的命令为Basic.Consume或者Basic.Get），经过可能的解包处理得到原始的数据，之后再进行业务处理逻辑。

   这个业务逻辑并不一定需要和接收消息的逻辑使用同一个线程。

   消费者进程可以使用一个线程去接收消息，存入到内存中，比如Java中的BlockingQueue。

   业务处理逻辑使用另一个线程从内存中读取数据，这样可以将应用进一步解耦，提高整个应用的处理效率。

基本概念

在理解Exchange之前，我们先了解RoutingKey、Binging、Queue和Message概念、

• RoutingKey：

  路由键。生产者将消息发给交换器时，一般指定一个RoutingKey，用来指定这个消息的路由规则，而这个RoutingKey需要与交换器类型和绑定键（BindingKey）联合使用才能最终生效。

  在交换器类型和绑定键（BindingKey）固定的情况下，生产者可以在发送消息给交换器时，通过指定RoutingKey来决定消息流向哪里。

• Binding：

  Exchange与Exchange、Queue之间的虚拟连接，Binding中可以包含Routing key或参数。

  便于理解，个人把Binding的Routing key称为Bindingkey（官方没有这种键，只是个人方便理解而加入）。RabbitMQ中通过Binding将交换器与交换器或队列关联起来，在绑定的时候一般会指定一个BindingKey，这样RabbitMQ就知道如何正确的将消息路由到队列，如图

注意：

• default Exchange不能进行Binding，也不需要进行绑定

• 除default Exchange之外，其他任何Exchange都需要和Queue进行Binding，否则无法进行消息路由（转发）

• Binding的时候，可以设置一个或多个参数，其中参数要特别注意参数类型，如果Routing key中指定的参数类型和消息中指定的参数类型不一致（header Exchange）也不能进行消息转发。

• Direct Exchange，Topic Exchange进行Binding的时候，发送消息时需要指定Routing key

• Fanout Exchange，Headers Exchange进行Binding的时候，发送消息时可以不指定Routing key。

• Queue：

  队列，保存消息并将它们转发给消费者。

• Message

  消息。服务器和应用程序之间传送的数据，本质上就是一段数据，由Properties和Payload(body)组成。

**Exchange： **交换器。根据路由键转发消息到绑定的队列。

Exchange在RabbitMQ中的作用：客户端发送消息不会直接发送到队列（Queue）中，而是直接发送给交换器（Exchange），由交换器将消息路由到一个或多个队列中。

RabbitMQ中，所有生产者提交的消息都由Exchange来接受，然后Exchange按照特定的策略转发到Queue进行存储。

RabbitMQ提供了四种Exchange：fanout,direct,topic,header。但常用的主要是fanout,direct,topic。

性能排序：fanout > direct >> topic。比例大约为11：10：6。

1. direct

   把消息路由到与BindingKey和RoutingKey完全相等的队列中。

   1. 一个Exchange可以Binding一个或多个Queue
   2. 绑定可以指定RoutingKey，Binding的多个Queue可以使用相同的BindingKey，也可以使用不同的BindingKey

   如下图，在该类型下指定RoutingKey为warming，Exchange和Queue1、Queue2的BindingKey都有warming，所以消息都会路由到Queue1和Queue2。

   

   如果指定RoutingKey为info，而Exchange有BindingKey为info的只有Queue2，所以消息只能路由到Queue2。

   注意：

   默认的Exchange（名字为空，显示为(AMQP default)）

   1. 默认的Exchange不能进行Binding操作
   2. 任何发送到该Exchange的消息都会被转发到Routing key指定的Queue中
   3. 如果vhost中不存在Routing Key中指定的队列名，则该消息会被抛弃

2. topic

   个人把Binding的Routing key称为Bindingkey（官方没有这种键，只是个人方便理解而加入）。

   与direct类型的交换器路由规则BindingKey和RoutingKey完全相等不同，将消息中的Routing key与该Exchange关联的BindingKey进行对比，如果匹配上了，则发送到该Binding对应的Queue中。

   匹配规则

   * 匹配一个单词
   
   # 匹配0个或多个字符
   
   *，# 只能写在.号左右，且不能挨着字符
   
   单词和单词之间需要.隔开。

   例子

   • BindingKey是user.log.#，因为#是匹配0个或多个字符，所以下面RoutingKey的可以匹配：

     user.log
     user.log.info
     user.log.a
     user.log.info.login
     

   • BindingKey是user.log.*，因为* 匹配一个单词，所以

     user.log.info 可以匹配
     user.log 不能匹配
     user.log.info.login 不能匹配，二个单词
     

   • BindingKey是#.log.#， 可以匹配：

     log
     user.log
     log.info
     user.log.info
     user.log.info.a
     

   • BindingKey是*.log.*

     log 不匹配
     user.log 不匹配
     log.info 不匹配
     user.log.info 匹配，前后各一个单词
     user.log.info.a 不匹配
     a.user.log.info 不匹配
     

   • BindingKey是*.action.#

     action 不符合
     action.log 不符合
     user.action.log 符合
     user.action.log.info 符合
     user.action 符合
     user.log.action 不符合
     

   • BindingKey是#.action.*

     action 不符合
     user.action 不符合
     user.action.action 符合
     user.action.login 符合
     user.action.login.count 不符合
     

   • BindingKey是* 表示匹配一个单词

   • BindingKey是#,或者#.# 表示匹配所有

   如果指定了Exchange是Topic类型的，但是相应的BindingKey中只有单词， *和#都没有，则相等才转发，类似于Direct Exchange。
   
   如果BindingKey为#或者#.#,则全部转发，类似Fanout Exchange（下面会讲到）

   如下图

   • RoutingKey为"com.rabbitmq.client"的消息会同时路由到Queue1和Queue2;
   • RoutingKey为"com.hidden.client"的消息只会路由到Queue2中；
   • RoutingKey为"com.hidden.demo"的消息只会路由到Queue2中；
   • RoutingKey为"java.rabbitmq.demo"的消息只会路由到Queue1中；
   • RoutingKey为"java.util.concurrent"的消息将会被丢弃或返回给生产者（需要设置mandatory参数），因为没有匹配任何路由键

1. fanout

   直接将消息转发到所有binding的对应queue中，这种exchange在路由转发的时候，忽略Routing key。

   Fanout Exchange这种exchange效率最高，fanout > direct > topic

   定义一个Fanout类型的Exchange，绑定了一些队列，发送的时候全部队列都能收到消息，而与其bind或者发送消息指定的Routing key无关。

2. headers

   将消息中的headers与该Exchange相关联的所有Binging中的参数进行匹配，如果匹配上了，则发送到该Binding对应的Queue中。

   headers类型的交换器的性能比较差，少用。

   匹配规则：
   
   如果Binding中的
   
   x-match = all：表示所有的键值对都匹配才能转发到消息。
   
   x-match = any: 表示只要有键值对匹配就能转发消息。

   注意：

   1. Binging的时候，至少需要指定两个参数，其中的一个是x-match = all或x-match = any。
   2. Binging的时候，不需要指定Routing key
   3. 发送消息的时候，不需要指定Routing key
   4. 转发消息的时候，忽略Routing key
   5. 如果是x-match = all则发送的headers不能比bingding的参数少，否则匹配不上。