RabbitMQ（一）：RabbitMQ快速入门

RabbitMQ是目前非常热门的一款消息中间件，不管是互联网大厂还是中小企业都在大量使用。作为一名合格的开发者，有必要对RabbitMQ有所了解，本文是RabbitMQ快速入门文章，主要内容包括RabbitMQ是什么、RabbitMQ核心概念、常用交换器类型、用Docker安装RabbitMQ等。

RabbitMQ简介

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。

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

MQ典型应用场景：

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。

AMQP协议和RabbitMQ

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。

先了解一下AMQP协议中间的几个重要概念：

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。

下图是AMQP的协议模型：

正如图中所看到的，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。

常用交换器

RabbitMQ常用的交换器类型有direct、topic、fanout、headers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BindingKey和RoutingKey完全匹配的队列中。

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。

Exchange将RoutingKey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”。

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。

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。

安装和使用入门

在云计算和容器技术大热的今天，不会Docker显得未免太out了吧。Docker提供一种安全、可重复的环境中自动部署软件的方式，本文使用Docker进行安装RabbitMQ。

进入官方下载地址，选择使用Docker安装，跳转到dockerhub查看镜像。
我选择3.8.0-beta.4-management进行安装，带有management是含有管理界面的。
拉取镜像和启动：docker run -d --hostname my-rabbit -p 5672:5672 -p 15672:15672 rabbitmq:3.8.0-beta.4-management
查看镜像：

[root@localhost ~]# docker images

REPOSITORY              TAG                       IMAGE ID            CREATED             SIZE

docker.io/rabbitmq      3.8.0-beta.4-management   d0f93d2b83f7        3 days ago          180 MB

打开浏览器访问localhost:15672，如果你和我一样装在虚拟机上面的话，需要打开虚拟机ip:15672
进行填写账号密码：默认账号密码都是guest.

到此，RabbitMQ已经安装并运行起来了。

总结

本文介绍了RabbitMQ是什么、RabbitMQ核心概念、常用交换器类型、用Docker安装RabbitMQ等内容，看完本文，想必对于RabbitMQ已经有了一些初步的了解了，后面的世界更精彩。

本文参考慕课网免费课程：《RabbitMQ消息中间件极速入门与实战》。