消息队列RabbitMQ的几种工作模式

Posted 2021-04-26 山东省云计算中心

RabbitMQ是一种常用的轻量级消息队列, 它可以支持AMQP,XMPP,SMTP,STOMP协议，实现了一个Broker架构，消息在发送时有一个排队的过程，此外，RabbitMQ在路由、负载均衡以及数据持久化方面都有很好的支持，它能够支持主流操作系统（linux，windows，macox等）和多种客户端开发语言（Java、Python、Ruby、.NET，php、C/C++、Node.js等），非常适合企业级开发。

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RabbitMQ一些基本概念

生产者：消息的产生者。

消费者：一个消费者是一个程序，主要是等待接收信息。

队列：队列位于RabbitMQ内部，是消息的存储位置，本质上，队列是一个大的消息缓冲器，在队列的两端，分别是生产消息的生产者和接收消息的消费者，一个队列可以同时连接多个生产者和消费者。

注意事项：在消息推送到队列之前，应首先声明队列（由生产者端或消费者端声明均可），有时由于不确定生产者端和消费者端的启动顺序，会在生产者程序和消费者程序中都对队列进行声明。

Exchange：在RabbitMQ中，消息不能直接被推送到queue中，而是需要通过exchange，生产者甚至不会消息是否会被推送到队列中。而是经过exchange推送到队列中去，根据exchange类型的不同，来决定对消息的处理，比如可能会将消息推送到指定的队列中，或发送到多个队列中，或将消息丢弃.exchange 的类型有Direct、Topic、Headers、Fanout四种，每一种类型都会被应用到不同的场景中。

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RabbitMQ消息传递模式

总的来说，消息在RabbitMQ的传递可以总结为两大类：

❶消息不会被重复使用

消息生产者生产消息发送到queue中，消息消费者从queue中取出并且消费消息。消息被消费以后，queue中不再有存储，所以消息消费者不可能消费到已经被消费的消息。Queue支持存在多个消费者，但是对一个消息而言，只会有一个消费者可以消费，也就是说，队列总的消息不能被重复消费。

❷消息会被重复使用

消息生产者（发布）将消息发布到中Queue，如同时有多个消息消费者（订阅）消费该消息，发布者发送的消息会通过路由同时写到多个Queue，也就是每个队列中都有这条消息的拷贝，发布到topic的消息会被所有订阅者消费，每个消费者都能够收到这条消息，消息会被重复消费。

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RabbitMQ应用场景模式

在RabbitMQ的官方文档中，列举了以下几个消息传递场景。

❶简单模式

一个生产者端生产消息到“hello”队列中，一个消费者从队列的另一端接收消息。

❷工作队列模式

工作队列模式是为了让多个消费者能够同时执行资源密集型任务。生产者端将任务封装成消息，并将其发送到队列。在另一端运行的消费者进程接收到消息并进行处理。当同时运行很多个消费者的worker时，将会分担任务。

在这种模式中，一个生产者，对应多个消费者，每个消费者获取到的消息唯一（不会与其他消费者的worker获取相同的而消息），多个消费者只有一个队列。

❸发布/订阅模式

发布/订阅模式的应用场景是一个生产者发送的消息会被多个消费者获取，每个接收端程序副本都会收到同样的消息，用来完成不同（或同样）的工作。

在前文中介绍过，在RabbitMQ中的exchange有Direct、Topic、Headers、Fanout四种，在发布订阅模式中，使用的就是Fanout类型。Fanout类型非常简单，它是将所有收到的消息广播到所有已知的队列。

这种模式中有一个生产者产生的消息通过exchange推送到多个队列中，而连接这些队列的每个消费者获取都获取与其他消费者相同的消息。

❹路由（routing）模式

在实际的使用场景中，存在一种场景：已给生产者的消息被不同的消费者接收，每个消费者的要处理的消息却可能不同，而发布订阅模式下，每个消费者端收到的消息是不同的，所以无法满足这种应用场景。

路由模式正是为了这种用用场景产生的，在路由模式下，exchange的类型为Direct，exchange与队列绑定时，会有一个路由key（routing key），通过这个关键字，将不同的消息发送到不同的队列中，消费者端就能收到不同的消息了。

如下图所示，exchange通过orange 做为routingkey与队列Q1绑定时，通过black和green做为routingkey与队列Q2绑定。

在这种情形下，发布到orange路由routing key的消息将被推送到Q1队列中，发布到black和green路由routing key 被推送到Q2队列中。当然，不同的队列也可以使用相同的routing key，这种情况下，与使用Fanout exchange广播模式是一样的，如下图所示。

❺主题（topic）模式

刚刚讨论的路由（routing）模式中，每个队列与exchange通过routingkey绑定后，可以接受一类消息，不过有时消息不仅有一个属性，比如在日志记录系统中，日志不仅有severity，还可能来自不同的数据源，如果此时需要记录来自于某一个数据源的某一种（或几种）消息，仅用severity绑定exchange和queue可能无法满足要求。

Topic模式的设计满足了上述应用场景，在topic模式中，发送到主题交换机的消息不再使用任意的routingkey， 而是使用由点号分隔的单词列表。这些词可以是任何东西，但通常它们指定与消息相关联的一些功能。例如：information.info，information.error,notification.error等，路由密钥中可以有任意多的单词，最多可达255个字节。

routing key还可以使用通配符，将队列与exchange的绑定，能有效地扩大队列接受的消息范围，通配符的含义如下：

符号#：匹配一个或者多个词 lazy.# 可以匹配 lazy.irs或者lazy.irs.cor

符号*：只能匹配一个词 lazy.* 可以匹配 lazy.irs或者lazy.cor

在上图表示的应用场景中，一个消费者产生的消息，根据exchange与queue绑定时的routing key的不同，会接受不同种类的消息，所有routing key中包含orange的消息都会被推送到Q1队列中，而routing key中包含rabbit或lazy的消息都会被推送到Q2队列中.

❻RPC模式

RPC即远程过程调用协议，它是一种通过网络从远程计算机程序上请求服务，使得开发包括网络分布式多程序在内的应用程序更加容易。可以RabbitMQ构建一个RPC系统。

在这个RPC系统中，包含了调用端（client）和服务器端（server），client端把需要server处理的数据通过队列发送给server端，server经过计算，再将结果通过回调队列返回给client端。

在这种情形下，client和server会同时作为生产者和消费者，将消息发送并接受，两者之间通过一个Correlation id标记，来标明队列中的消息属于哪次调用。

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总结

本文描述了rabbitmq的一些基本概念，并对其支持的几种工作模式进行了分析和解释，每种工作模式可以运用到不同的引用场景。

参考链接：http://www.rabbitmq.com/getstarted.htm

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