初识消息队列之RabbitMQ

消息队列应用场景

比如说一个系统有100万个用户,这个系统每天都需要发送N个任务到每个用户手上

每天发送5个任务的话,就会产生500w条数据,要将这么多的数据保存到数据库,第一时间想到的是使用消息队列分批执行

比如将用户分成1000份,这样的话一份只有1000用户,这样就比较好保存了吧

Mq消息队列实现流程,生产者将用户分割,将消息推送到Mq,然后Mq消费者读取消息,将消息发布给用户

生产者可以将消息分割成更多份,然后可以创建更多的消费者读取消息,加快消息发布速度

下面具体来了解下RabbitMQ

什么叫消息队列

消息(Message)是指在应用间传送的数据。消息可以非常简单,比如只包含文本字符串,也可以更复杂,可能包含嵌入对象。

消息队列(Message Queue)是一种应用间的通信方式,消息发送后可以立即返回,由消息系统来确保消息的可靠传递。

消息发布者只管把消息发布到 MQ 中而不用管谁来取,消息使用者只管从 MQ 中取消息而不管是谁发布的。这样发布者和使用者都不用知道对方的存在。

Redis 与 RabbitMQ 的主要区别

根据上面的消息队列特征,Redis 的LIST也非常符合做消息队列啊,但是他们还是有区别的。

比如,Redis的消息队列,如果在从队列pop出去的时候,worker处理失败的话,数据不会回到队列中,需要从业务中手动把失败的处理数据 push 到队列中

而RabbitMQ可以自动处理失败的worker使数据不丢失;RabbitMQ还可以保证数据在传输过程中持久化,在通道和队列中的数据可以设置为持久化。

RabbitMQ有一个消息确认机制来保证消息的不丢失:客户端从队列中取出消息之后,可能需要一段时间才能处理完成,、

如果在这个过程中,客户端出错了,异常退出了,而数据还没有处理完成,那么非常不幸,这段数据就丢失了,

因为RabbitMQ默认会把此消息标记为已完成,然后从队列中移除,消息确认是客户端从RabbitMQ中取出消息,并处理完成之后,会发送一个ack告诉RabbitMQ,

消息处理完成,当RabbitMQ收到客户端的获取消息请求之后,或标记为处理中,当再次收到ack之后,才会标记为已完成,然后从队列中删除。

当RabbitMQ检测到客户端和自己断开链接之后,还没收到ack,则会重新将消息放回消息队列,交给下一个客户端处理,保证消息不丢失,

也就是说,RabbitMQ给了客户端足够长的时间来做数据处理。

RabbitMQ 中的消息模型

所有 MQ 产品从模型抽象上来说都是一样的过程:

消费者(consumer)订阅某个队列。生产者(producer)创建消息,然后发布到队列(queue)中,最后将消息发送到监听的消费者。

RabbitMQ 内部结构

Message
消息,消息是不具名的,它由消息头和消息体组成。消息体是不透明的,而消息头则由一系列的可选属性组成,这些属性包括routing-key(路由键)、priority(相对于其他消息的优先权)、delivery-mode(指出该消息可能需要持久性存储)等。

Publisher
消息的生产者,也是一个向交换器发布消息的客户端应用程序。

Exchange
交换器(也可以叫交换机),用来接收生产者发送的消息并将这些消息路由给服务器中的队列。

Binding
绑定,用于消息队列和交换器之间的关联。一个绑定就是基于路由键将交换器和消息队列连接起来的路由规则,所以可以将交换器理解成一个由绑定构成的路由表。

Queue
消息队列,用来保存消息直到发送给消费者。它是消息的容器,也是消息的终点。一个消息可投入一个或多个队列。消息一直在队列里面,等待消费者连接到这个队列将其取走。

Connection
网络连接,比如一个TCP连接。

Channel
信道,多路复用连接中的一条独立的双向数据流通道。信道是建立在真实的TCP连接内地虚拟连接,AMQP 命令都是通过信道发出去的,不管是发布消息、订阅队列还是接收消息,这些动作都是通过信道完成。因为对于操作系统来说建立和销毁 TCP 都是非常昂贵的开销,所以引入了信道的概念,以复用一条 TCP 连接。

Consumer
消息的消费者,表示一个从消息队列中取得消息的客户端应用程序。

Virtual Host
虚拟主机,表示一批交换器、消息队列和相关对象。虚拟主机是共享相同的身份认证和加密环境的独立服务器域。每个 vhost 本质上就是一个 mini 版的 RabbitMQ 服务器,拥有自己的队列、交换器、绑定和权限机制。vhost 是 AMQP 概念的基础,必须在连接时指定,RabbitMQ 默认的 vhost 是 / 。

Broker
表示消息队列服务器实体。

Exchange 交换机类型 direct,fanout,topic

Exchange分发消息时根据类型的不同分发策略有区别,目前共四种类型:direct、fanout、topic、headers 。headers 匹配 AMQP 消息的 header 而不是路由键,此外 headers 交换器和 direct 交换器完全一致,但性能差很多,目前几乎用不到了,所以直接看另外三种类型:

direct 交换机

 

消息中的路由键(routing key)如果和 Binding 中的 binding key 一致, 交换器就将消息发到对应的队列中。路由键与队列名完全匹配,如果一个队列绑定到交换机要求路由键为“dog”,则只转发 routing key 标记为“dog”的消息,不会转发“dog.puppy”,也不会转发“dog.guard”等等。它是完全匹配、单播的模式。

 

fanout 交换机

 

每个发到 fanout 类型交换器的消息都会分到所有绑定的队列上去。fanout 交换器不处理路由键,只是简单的将队列绑定到交换器上,每个发送到交换器的消息都会被转发到与该交换器绑定的所有队列上。很像子网广播,每台子网内的主机都获得了一份复制的消息。fanout 类型转发消息是最快的。

 

topic 交换机

 


topic 交换器通过模式匹配分配消息的路由键属性,将路由键和某个模式进行匹配,此时队列需要绑定到一个模式上。它将路由键和绑定键的字符串切分成单词,这些单词之间用点隔开。它同样也会识别两个通配符:符号“#”和符号“”。#匹配0个或多个单词,匹配不多不少一个单词。

RabbitMQ 是怎么工作的

生产者:

(1)生产者连接到RabbitMQ Broker,建立一个连接( Connection)开启一个信道(Channel)

(2)生产者声明一个交换器,并设置相关属性,比如交换机类型、是否持久化等

(3)生产者声明一个队列井设置相关属性,比如是否排他、是否持久化、是否自动删除等

(4)生产者通过路由键将交换器和队列绑定起来

(5)生产者发送消息至RabbitMQ Broker,其中包含路由键、交换器等信息。

(6)相应的交换器根据接收到的路由键查找相匹配的队列。

(7)如果找到,则将从生产者发送过来的消息存入相应的队列中。

(8)如果没有找到,则根据生产者配置的属性选择丢弃还是回退给生产者

(9)关闭信道。

(10)关闭连接。

消费者:

(1)消费者连接到RabbitMQ Broker ,建立一个连接(Connection),开启一个信道(Channel) 。

(2)消费者向RabbitMQ Broker 请求消费相应队列中的消息,可能会设置相应的回调函数,

(3)等待RabbitMQ Broker 回应并投递相应队列中的消息,消费者接收消息。

(4)消费者确认(ack) 接收到的消息。

(5)RabbitMQ 从队列中删除相应己经被确认的消息。

(6)关闭信道。

(7)关闭连接

参考资料

消息队列之 RabbitMQ

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