深入解讀RabbitMQ工作原理及簡單使用
RabbitMQ系列目錄
- RabbitMQ在Ubuntu上的環境搭建
- 深入解讀RabbitMQ工作原理及簡單使用
- Rabbit的幾種工作模式介紹與實踐
- Rabbit事務與消息確認
- Rabbit集群搭建
- 使用HAProxy為RabbitMQ搭建負載均衡
- REST API控制Rabbit
RabbitMQ簡介
在介紹RabbitMQ之前實現要介紹一下MQ，MQ是什麼？
MQ全稱是Message Queue，可以理解為消息隊列的意思，簡單來說就是消息以管道的方式進行傳遞。
RabbitMQ是一個實現了AMQP（Advanced Message Queuing Protocol）高級消息隊列協議的消息隊列服務，用Erlang語言的。
使用場景
在我們秒殺搶購商品的時候，系統會提醒我們稍等排隊中，而不是像幾年前一樣頁面卡死或報錯給用戶。
像這種排隊結算就用到了消息隊列機制，放入通道里面一個一個結算處理，而不是某個時間斷突然湧入大批量的查詢新增把數據庫給搞宕機，所以RabbitMQ本質上起到的作用就是削峰填谷，為業務保駕護航。
為什麼選擇RabbitMQ
現在的市面上有很多MQ可以選擇，比如ActiveMQ、ZeroMQ、Appche Qpid，那問題來了為什麼要選擇RabbitMQ？
- 除了Qpid，RabbitMQ是唯一一個實現了AMQP標準的消息服務器；
- 可靠性，RabbitMQ的持久化支持，保證了消息的穩定性；
- 高併發，RabbitMQ使用了Erlang開發語言，Erlang是為電話交換機開發的語言，天生自帶高併發光環，和高可用特性；
- 集群部署簡單，正是應為Erlang使得RabbitMQ集群部署變的超級簡單；
- 社區活躍度高，根據網上資料來看，RabbitMQ也是首選；
工作機制
生產者、消費者和代理
在瞭解消息通訊之前首先要了解3個概念：生產者、消費者和代理。
生產者：消息的創建者，負責創建和推送數據到消息服務器；
消費者：消息的接收方，用於處理數據和確認消息；
代理：就是RabbitMQ本身，用於扮演“快遞”的角色，本身不生產消息，只是扮演“快遞”的角色。
消息發送原理
首先你必須連接到Rabbit才能發佈和消費消息，那怎麼連接和發送消息的呢？
你的應用程序和Rabbit Server之間會創建一個TCP連接，一旦TCP打開，並通過了認證，認證就是你試圖連接Rabbit之前發送的Rabbit服務器連接信息和用戶名和密碼，有點像程序連接數據庫，使用Java有兩種連接認證的方式，後面代碼會詳細介紹，一旦認證通過你的應用程序和Rabbit就創建了一條AMQP信道（Channel）。
信道是創建在“真實”TCP上的虛擬連接，AMQP命令都是通過信道發送出去的，每個信道都會有一個唯一的ID，不論是發佈消息，訂閱隊列或者介紹消息都是通過信道完成的。
為什麼不通過TCP直接發送命令？
對於操作系統來說創建和銷燬TCP會話是非常昂貴的開銷，假設高峰期每秒有成千上萬條連接，每個連接都要創建一條TCP會話，這就造成了TCP連接的巨大浪費，而且操作系統每秒能創建的TCP也是有限的，因此很快就會遇到系統瓶頸。
如果我們每個請求都使用一條TCP連接，既滿足了性能的需要，又能確保每個連接的私密性，這就是引入信道概念的原因。
你必須知道的Rabbit
想要真正的瞭解Rabbit有些名詞是你必須知道的。
包括：ConnectionFactory（連接管理器）、Channel（信道）、Exchange（交換器）、Queue（隊列）、RoutingKey（路由鍵）、BindingKey（綁定鍵）。
ConnectionFactory（連接管理器）：應用程序與Rabbit之間建立連接的管理器，程序代碼中使用；
Channel（信道）：消息推送使用的通道；
Exchange（交換器）：用於接受、分配消息；
Queue（隊列）：用於存儲生產者的消息；
RoutingKey（路由鍵）：用於把生成者的數據分配到交換器上；
BindingKey（綁定鍵）：用於把交換器的消息綁定到隊列上；
看到上面的解釋，最難理解的路由鍵和綁定鍵了，那麼他們具體怎麼發揮作用的，請看下圖：
關於更多交換器的信息，我們在後面再講。
消息持久化
Rabbit隊列和交換器有一個不可告人的秘密，就是默認情況下重啟服務器會導致消息丟失，那麼怎麼保證Rabbit在重啟的時候不丟失呢？答案就是消息持久化。
當你把消息發送到Rabbit服務器的時候，你需要選擇你是否要進行持久化，但這並不能保證Rabbit能從崩潰中恢復，想要Rabbit消息能恢復必須滿足3個條件：
- 投遞消息的時候durable設置為true，消息持久化；
- 消息已經到達持久化交換器上；
- 消息已經到達持久化的隊列；
持久化工作原理
Rabbit會將你的持久化消息寫入磁盤上的持久化日誌文件，等消息被消費之後，Rabbit會把這條消息標識為等待垃圾回收。
持久化的缺點
消息持久化的優點顯而易見，但缺點也很明顯，那就是性能，因為要寫入硬盤要比寫入內存性能較低很多，從而降低了服務器的吞吐量，儘管使用SSD硬盤可以使事情得到緩解，但他仍然吸乾了Rabbit的性能，當消息成千上萬條要寫入磁盤的時候，性能是很低的。
所以使用者要根據自己的情況，選擇適合自己的方式。
虛擬主機
每個Rabbit都能創建很多vhost，我們稱之為虛擬主機，每個虛擬主機其實都是mini版的RabbitMQ，擁有自己的隊列，交換器和綁定，擁有自己的權限機制。
環境搭建
前文我們已經介紹了Ubuntu搭建RabbitMQ的步驟：RabbitMQ在Ubuntu上的環境搭建
如果你是在Windows10上去安裝那就更簡單了，先放下載地址：
Erlang/Rabbit Server百度網盤鏈接：https://pan.baidu.com/s/1TnKDV-ZuXLiIgyK8c8f9dg 密碼：wct9
當然也可去Erlang和Rabbit官網去下，就是速度比較慢。我的百度雲Rabbit最新版本：3.7.6，Erlang版本：20.2，注意：不要下載最新的Erlang，在Windows10上打開擴展插件有問題，打不開。
- 安裝Erlang；
- 安裝Rabbit Server；
- 進入安裝目錄\sbin下，使用命令“rabbitmq-plugins enable rabbitmq_management”啟動網頁管理插件；
- 重啟Rabbit服務；
使用：http://localhost:15672進行測試，默認的登陸賬號為：guest，密碼為：guest
重複安裝Rabbit Server的坑
如果不是第一次在Windows上安裝Rabbit Server一定要把Rabbit和Erlang卸載乾淨之後，找到註冊表：HKEY_LOCAL_MACHINE\SOFTWARE\Ericsson\Erlang\ErlSrv 刪除其下的所有項。
不然會出現Rabbit安裝之後啟動不了的情況，理論上卸載的順序也是先Rabbit在Erlang。
代碼實現
java版實現，使用maven項目，創建可以查看：MyEclipse2017破解設置與maven項目搭建
項目創建成功之後，添加Rabbit Client jar包，只需要在pom.xml裡面配置，如下信息：
java實現代碼分為兩個類，第一個是創建Rabbit連接，第二是應用類使用最簡單的方式發佈和消費消息。
Rabbit的連接，兩種方式：
方式一：
public static Connection GetRabbitConnection() {
ConnectionFactory factory = new ConnectionFactory();
factory.setUsername(Config.UserName);
factory.setPassword(Config.Password);
factory.setVirtualHost(Config.VHost);
factory.setHost(Config.Host);
factory.setPort(Config.Port);
Connection conn = null;
try {
conn = factory.newConnection();
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
return conn;
}
方式二：
public static Connection GetRabbitConnection2() {
ConnectionFactory factory = new ConnectionFactory();
// 連接格式：amqp://userName:password@hostName:portNumber/virtualHost
String uri = String.format("amqp://%s:%s@%s:%d%s", Config.UserName, Config.Password, Config.Host, Config.Port,
Config.VHost);
Connection conn = null;
try {
factory.setUri(uri);
factory.setVirtualHost(Config.VHost);
conn = factory.newConnection();
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
return conn;
}
第二部分：應用類，使用最簡單的方式發佈和消費消息
public static void main(String[] args) {
Publisher(); // 推送消息
Consumer(); // 消費消息
}
/**
* 推送消息
*/
public static void Publisher() {
// 創建一個連接
Connection conn = ConnectionFactoryUtil.GetRabbitConnection();
if (conn != null) {
try {
// 創建通道
Channel channel = conn.createChannel();
// 聲明隊列【參數說明：參數一：隊列名稱，參數二：是否持久化；參數三：是否獨佔模式；參數四：消費者斷開連接時是否刪除隊列；參數五：消息其他參數】
channel.queueDeclare(Config.QueueName, false, false, false, null);
String content = String.format("當前時間：%s", new Date().getTime());
// 發送內容【參數說明：參數一：交換機名稱；參數二：隊列名稱，參數三：消息的其他屬性；參數四：消息主體】
channel.basicPublish("", Config.QueueName, null, content.getBytes("UTF-8"));
System.out.println("已發送消息：" + content);
// 關閉連接
channel.close();
conn.close();
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
/**
* 消費消息
*/
public static void Consumer() {
// 創建一個連接
Connection conn = ConnectionFactoryUtil.GetRabbitConnection();
if (conn != null) {
try {
// 創建通道
Channel channel = conn.createChannel();
// 聲明隊列【參數說明：參數一：隊列名稱，參數二：是否持久化；參數三：是否獨佔模式；參數四：消費者斷開連接時是否刪除隊列；參數五：消息其他參數】
channel.queueDeclare(Config.QueueName, false, false, false, null);
// 創建訂閱器，並接受消息
channel.basicConsume(Config.QueueName, false, "", new DefaultConsumer(channel) {
@Override
public void handleDelivery(String consumerTag, Envelope envelope, AMQP.BasicProperties properties,
byte[] body) throws IOException {
String routingKey = envelope.getRoutingKey(); // 隊列名稱
String contentType = properties.getContentType(); // 內容類型
String content = new String(body, "utf-8"); // 消息正文
System.out.println("消息正文：" + content);
channel.basicAck(envelope.getDeliveryTag(), false); // 手動確認消息【參數說明：參數一：該消息的index；參數二：是否批量應答，true批量確認小於index的消息】
}
});
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
代碼裡面已經寫了很詳細的註釋，在這裡也不過多的介紹了。
執行效果，如圖：
Java程序員如何學習才能快速入門並精通呢？
當真正開始學習的時候難免不知道從哪入手，導致效率低下影響繼續學習的信心。
但最重要的是不知道哪些技術需要重點掌握，學習時頻繁踩坑，最終浪費大量時間，所以有一套實用的視頻課程用來跟著學習是非常有必要的。
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