深入解读RabbitMQ工作原理

RabbitMQ简介
　　在介绍RabbitMQ之前首先要介绍一下MQ，MQ是什么？MQ全称是Message Queue，可以理解为消息队列的意思。
　　RabbitMQ是一个实现了AMQP（Advanced Message Queuing Protocol）高级消息队列协议的消息队列服务，用Erlang语言的。

为什么选择RabbitMQ

　　现在的市面上有很多MQ可以选择，比如ActiveMQ、ZeroMQ、Appche Qpid，那问题来了为什么要选择RabbitMQ？

　　　　1.除了Qpid，RabbitMQ是唯一一个实现了AMQP标准的消息服务器；

　　　　2.可靠性，RabbitMQ的持久化支持，保证了消息的稳定性；

　　　　3.高并发，RabbitMQ使用了Erlang开发语言，Erlang是为电话交换机开发的语言，天生自带高并发光环，和高可用特性；

　　　　4.集群部署简单，正是应为Erlang使得RabbitMQ集群部署变的超级简单；

　　　　5.社区活跃度高，根据网上资料来看，RabbitMQ也是首选；

工作机制

　　　　生产者、消费者和代理

　　　　在了解消息通讯之前首先要了解3个概念：生产者、消费者和代理。

　　　　生产者：消息的创建者，负责创建和推送数据到消息服务器；

　　　　消费者：消息的接收方，用于处理数据和确认消息；

　　　　代理：就是RabbitMQ本身，用于扮演“快递”的角色，本身不生产消息，只是扮演“快递”的角色。

消息发送原理

　　　　首先你必须连接到Rabbit才能发布和消费消息，那怎么连接和发送消息的呢？

　　　　你的应用程序和Rabbit Server之间会创建一个TCP连接，一旦TCP打开，并通过了认证，认证就是你试图连接Rabbit之前发送的Rabbit服务器连接信息和用户名和密码，有点像程序连接数据库，使用Java有两种连接认证的方式，后面代码会详细介绍，一旦认证通过你的应用程序和Rabbit就创建了一条AMQP信道（Channel）。

信道是创建在“真实”TCP上的虚拟连接，AMQP命令都是通过信道发送出去的，每个信道都会有一个唯一的ID，不论是发布消息，订阅队列或者介绍消息都是通过信道完成的。

为什么不通过TCP直接发送命令？

　　对于操作系统来说创建和销毁TCP会话是非常昂贵的开销，假设高峰期每秒有成千上万条连接，每个连接都要创建一条TCP会话，这就造成了TCP连接的巨大浪费，而且操作系统　每秒能创建的TCP也是有限的，因此很快就会遇到系统瓶颈。

如果我们每个请求都使用一条TCP连接，既满足了性能的需要，又能确保每个连接的私密性，这就是引入信道概念的原因。

你必须知道的RabbitMQ

　　想要真正的了解Rabbit有些名词是你必须知道的。

　　　　包括：ConnectionFactory（连接管理器）、Channel（信道）、Exchange（交换器）、Queue（队列）、RoutingKey（路由键）、BindingKey（绑定键）。

　　　　　　ConnectionFactory（连接管理器）：应用程序与Rabbit之间建立连接的管理器，程序代码中使用；

　　　　　　Channel（信道）：消息推送使用的通道；

　　　　　　Exchange（交换器）：用于接受、分配消息；

　　　　　　Queue（队列）：用于存储生产者的消息；

　　　　　　RoutingKey（路由键）：用于把生成者的数据分配到交换器上；

　　　　　　BindingKey（绑定键）：用于把交换器的消息绑定到队列上；

　　　　　　看到上面的解释，最难理解的路由键和绑定键了，那么他们具体怎么发挥作用的，请看下图：

消息持久化

　　Rabbit队列和交换器有一个不可告人的秘密，就是默认情况下重启服务器会导致消息丢失，那么怎么保证Rabbit在重启的时候不丢失呢？答案就是消息持久化。

当你把消息发送到Rabbit服务器的时候，你需要选择你是否要进行持久化，但这并不能保证Rabbit能从崩溃中恢复，想要Rabbit消息能恢复必须满足3个条件：

投递消息的时候durable设置为true，消息持久化；
消息已经到达持久化交换器上；
消息已经到达持久化的队列；

持久化工作原理

Rabbit会将你的持久化消息写入磁盘上的持久化日志文件，等消息被消费之后，Rabbit会把这条消息标识为等待垃圾回收。

持久化的缺点

消息持久化的优点显而易见，但缺点也很明显，那就是性能，因为要写入硬盘要比写入内存性能较低很多，从而降低了服务器的吞吐量，尽管使用SSD硬盘可以使事情得到缓解，但他仍然吸干了Rabbit的性能，当消息成千上万条要写入磁盘的时候，性能是很低的。

所以使用者要根据自己的情况，选择适合自己的方式。

虚拟主机

　　每个Rabbit都能创建很多vhost，我们称之为虚拟主机，每个虚拟主机其实都是mini版的RabbitMQ，拥有自己的队列，交换器和绑定，拥有自己的权限机制。