RabbitMQ 入门

一、RabbitMQ 概述

1. 什么是 MQ？

MQ( Message queue )，从字面意思上看，本质是个队列，FIFO 先进先出，只不过队列中存放的内容是消息(message)，消息可以非常简单，比如只包含文本字符串，JSON 等，也可以很复杂，比如内嵌对象，MQ 多用于分布式系统之间进行通信；

MQ 主要工作是接收并转发消息，在不同的应用场景下可以展现不同的作用：

异步解耦：在业务流程中，一些操作可能非常耗时，但并不需要即时返回结果。借助MQ可以将这些操作异步化。

流量削峰：在访问量剧增的情况下，应用仍然需要继续发挥作用，但这样的突发流量并不常见。如果以能处理这类峰值为标准而投入资源，无疑是巨大的浪费。使用MQ能够使关键组件支撑突发访问压力，不会因为突发流量而崩溃。

消息分发：当多个系统需要对同一数据做出响应时，可以使用MQ进行消息分发。例如，支付成功后，支付系统可以向MQ发送消息，其他系统订阅该消息，而无需轮询数据库。

2. RabbitMQ

（官网 RabbitMQ: One broker to queue them all | RabbitMQ）

RabbitMQ 是一个采用 Erlang 语言开发的消息队列系统，以其完备的功能、对多种主流语言的支持、友好的开源界面、良好的性能、以及活跃的社区而闻名。它特别适合中小型公司的应用场景，在数据量和并发量没有超大需求的情况下表现优异。

3. 其他 MQ 产品

Kafka：Kafka 是由 Apache 软件基金会开发的一种分布式流处理平台，其最初的目的是用于日志收集和传输。Kafka 以其高吞吐量和卓越的性能而著称，特别适用于需要处理大量数据流的场景。

RocketMQ：RocketMQ 是一个由阿里巴巴开发并捐赠给 Apache 基金会的分布式消息中间件。它基于 Java 开发，在设计上借鉴了 Kafka 的思想，但也引入了一些自己的改进，但支持的客户端语言不多，且社区活跃度一般。

二、RabbitMQ 安装

1. ubuntu 环境下安装

安装 erlang：RabbitMq 需要 erlang 语⾔的支持，在安装 RabbitMq 之前需要安装 erlang
```
sudo apt-get update 
#更新软件包sudo apt-get install erlang
#安装erlang
```
安装完成之后输入 erl 命令查看 erlang 版本

安装 rabbitmq

sudo apt-get install rabbitmq-server
#安装rabbitmqsystemctl status rabbitmq-server
#确认安装结果

安装rabbitmq管理界面

rabbitmq-plugins enable rabbitmq_management

添加管理员用户

# rabbitmqctl add_user ${账号} ${密码}
rabbitmqctl add_user admin admin#给用户添加权限
#rabbitmqctl set_user_tags ${账号} ${⻆⾊名称}
rabbitmqctl set_user_tags admin administrator

启动服务并访问
```
sudo service rabbitmq-server start
```
通过 IP:port 访问管理界面公网ip + 15672（默认端口号）

输入刚才添加的用户名和密码进行登录，来到管理界面

2. docker 环境下安装

#获取镜像
docker pull rabbitmq:management#运⾏镜像
docker run -d -p 5672:5672 -p 15672:15672 --name rabbitmq rabbitmq:management#查看正在运⾏的容器
docker ps

访问管理界面，可通过guest，guest 登录

添加用户

#查看正在运⾏的容器
docker ps#进⼊容器内部
docker exec -it 容器ID /bin/bash#添加⽤⼾admin
rabbitmqctl add_user admin admin#给⽤⼾授权
rabbitmqctl set_user_tags admin administrator

三、RabbitMQ 核心概念

RabbitMQ 是一个消息中间件，也是一个生产者消费者模型，它负责接收，存储并转发消息；

1. Producer 和 Consumer

Producer：生产者，是 RabbitMQ Server 的客户端，向 RabbitMQ 发送消息

Consumer：消费者，也是 RabbitMQ Server 的客户端，从 RabbitMQ 接收消息

Broker：代理，其实就是 RabbitMQ Server，主要是接收、存储和转发消息

2. Connection 和 Channel

Connection: 连接是客户端和 RabbitMQ 服务器之间的一个TCP连接，这个连接是建立消息传递的基础，它负责传输客户端和服务器之间的所有数据和控制信息

Channel：通道，信道，Channel 是在 Connection 之上的一个抽象层，在 RabbitMQ 中，一个TCP 连接可以有多个 Channel，每个 Channel 都是独立的虚拟连接，消息的发送和接收都是基于 Channel 的，通道的主要作用是将消息的读写操作复用到同一个TCP连接上，这样可以减少建立和关闭连接的开销提高性能

3. Virtual host

Virtual host：虚拟主机，这是一个虚拟概念，它为消息队列提供了一种逻辑上的隔离机制，对于RabbitMQ 而言，一个 BrokerServer 上可以存在多个 Virtual Host，当多个不同的用户使用同一个RabbitMo Server 提供的服务时，可以虚拟划分出多个 vhost，每个用户在自己的 vhost 创建exchange/queue等
类似MySOL的"database"，是一个逻辑上的集合，一个MySOL服务器可以有多个database

4. Queue

Queue：队列，是 RabbitMQ 的内部对象，用于存储消息，多个消费者，可以订阅同一个队列

5. Exchange

Exchange: 交换机，message 到达 broker 的第一站，它负责接收生产者发送的消息，并根据特定的规则把这些消息路由到一个或多个 Queue 列中 Exchange 起到了消息路由的作用，它根据类型和规则来确定如何转发接收到的消息

四、RabbitMQ 工作流程

Producer 生产了一条消息
Producer 连接到 RabbitMQBroker，建立一个连接(Connection)，开启一个信道(Channel)
Producer 声明一个交换机(Exchange)，路由消息
Producer 声明一个队列(Queue)，存放信息
Producer 发送消息至 RabbitMQ Broker
RabbitMQ Broker 接收消息，并存入相应的队列(Queue)中，如果未找到相应的队列，则根据生产者的配置，选择丢弃或者退回给生产者3
完成消息发送后，生产者关闭信道和连接

五、代码示例

1. 创建项目，引入依赖

创建一个Maven 项目，在 pom.xml 中引入 RabbitMQ 的依赖

        <!-- https://mvnrepository.com/artifact/com.rabbitmq/amqp-client --><dependency><groupId>com.rabbitmq</groupId><artifactId>amqp-client</artifactId><version>5.20.0</version></dependency>

2. 生产者代码

package rabbitmq;import com.rabbitmq.client.Channel;
import com.rabbitmq.client.Connection;
import com.rabbitmq.client.ConnectionFactory;import java.io.IOException;
import java.util.concurrent.TimeoutException;public class Producer {public static void main(String[] args) throws IOException, TimeoutException {// 1. 建立连接ConnectionFactory factory = new ConnectionFactory();factory.setHost("101.42.44.62");  // 主机factory.setPort(5672);            // 端口号factory.setUsername("rht");       // 账号factory.setPassword("47298");     // 密码factory.setVirtualHost("test");   // 虚拟主机Connection connection = factory.newConnection();// 2. 开启通道Channel channel = connection.createChannel();// 3. 声明交换机, 此处使用内置的交换机// 4. 声明队列/*** queueDeclare(String queue 队列名称,*      boolean durable 是否可持久化,*      boolean exclusive 该队列是否被独占,*      boolean autoDelete 该队列没有消费者时 是否自动删除,*      Map<String, Object> arguments 参数) throws IOException*/channel.queueDeclare("hello", true, false, false, null);// 5. 发送消息/*** basicPublish(String exchange 交换机名称,*      String routingKey 内置交换机 队列名,*      BasicProperties props 属性配置,*      byte[] body 消息)*/String message = "hello rabbitmq";channel.basicPublish("", "hello", null, message.getBytes());System.out.println("消息发送成功");// 6. 资源释放channel.close();connection.close();}
}

如果不进行资源释放，在管理界面可以看到 channel 和 connection 的信息

同时也可以看到生产的队列中未被消费的元素

3. 消费者代码

package rabbitmq;import com.rabbitmq.client.*;import java.io.IOException;
import java.util.concurrent.TimeoutException;public class Consumer {public static void main(String[] args) throws IOException, TimeoutException, InterruptedException {// 1. 建立连接ConnectionFactory factory = new ConnectionFactory();factory.setHost("101.42.44.62");  // 主机factory.setPort(5672);            // 端口号factory.setUsername("rht");       // 账号factory.setPassword("47298");     // 密码factory.setVirtualHost("test");   // 虚拟主机Connection connection = factory.newConnection();// 2. 创建 channelChannel channel = connection.createChannel();// 3. 声明队列(如果存在, 可以不声明)channel.queueDeclare("test", true, false, false, null);// 4. 消费消息/*** String basicConsume(String queue 队列名称,*      boolean autoAck 是否自动确认,*      Consumer callback 接收到消息后执行的逻辑) throws IOException*/DefaultConsumer consumer = new DefaultConsumer(channel){// 从队列中收到消息就会执行的方法@Overridepublic void handleDelivery(String consumerTag, Envelope envelope, AMQP.BasicProperties properties, byte[] body) throws IOException {System.out.println("接收到的消息 " + new String(body));}};channel.basicConsume("test", true, consumer);// 5. 关闭资源channel.close();connection.close();}
}

六、RabbitMQ 七种工作模式

1. Simple（简单模式）

P：生产者，也就是要发送消息的程序
C：消费者，消息的接收者
Queue：消息队列，生产者向其中投递消息，消费者从其中取出消息
特点：一个生产者P，一个消费者C，消息只能被消费一次，也称为点对点(Point-to-Point)模式
适用场景：消息只能被单个消费者处理

2. Work Queue（工作队列）

一个生产者P，多个消费者 C1，C2；

在多个消息的情况下，Work Queue 会将消息分派给不同的消费者，每个消费者都会接收到不同消息，若 P 向队列中发送 10 条消息，则 C1 消费 + C2 消费 = 10

特点：消息不会重复，分配给不同的消费者

适用场景：集群环境中做异步处理

3. Publish/Subscribe（发布/订阅）

图中 X 表示交换机，作用：生产者将消息发送到 Exchange，由交换机将消息按一定规则路由到一个或多个队列中；

RabbitMQ 交换机有四种类型: fanout,direct,topic,headers，不同类型有着不同的路由策略，AMQP协议里还有另外两种类型：System 和自定义

1. Fanout：广播，将消息交给所有绑定到交换机的队列（Publish/Subscribe模式）

2. Direct：定向，把消息交给符合指定 routing key 的队列（Routing模式）

3. Topic：通配符，把消息交给符合 routing pattern（路由模式）的队列（Topics模式）

4. Headers 类型的交换器不依赖于路由键的匹配规则来路由消息，而是根据发送的消息内容中的headers 属性进行匹配，headers 类型的交换器性能会很差，而且也不实用，基本上不会看到它的存在

Exchange 只负责转发消息，不具备存储消息的能力，因此如果没有任何队列与 Exchange绑定，或者没有符合路由规则的队列，那么消息就会丢失；

RoutingKey:路由键,生产者将消息发给交换器时,指定的一个字符串,用来告诉交换机应该如何处理这个消息.
Binding Key:绑定.RabbitMQ中通过Binding(绑定)将交换器与队列关联起来,在绑定的时候一般会指定一个Binding Key,这样RabbitMO就知道如何正确地将消息路由到队列了

4. Routing（路由模式）

路由模式是发布订阅模式的变种，在发布订阅基础上，增加路由 key 发布订阅模式是无条件的将所有消息分发给所有消费者，路由模式是 Exchange 根据 RoutingKey 的规则将数据筛选后发给对应的消费者队列
适合场景：需要根据特定规则分发消息的场景；比如系统打印日志,日志等级分为error,warning,info,debug，就可以通过这种模式，把不同的日志发送到不同的队列，最终输出到不同的文件

5. Topics（通配符模式）

路由模式的升级版，在 routingKey 的基础上，增加了通配符的功能，使之更加灵活 Topics 和 Routing 的基本原理相同，即：生产者将消息发给交换机，交换机根据 RoutingKey 将消息转发给与 Routing Key 匹配的队列，类似于正则表达式的方式来定义 Routingkey 的模式
不同之处是：routingKey 的匹配方式不同，Routing 模式是相等匹配，topics 模式是通配符匹配

适合场景：需要灵活匹配和过滤消息的场景

6. RPC（RPC通信）

在RPC通信的过程中，没有生产者和消费者，是通过两个队列实现了一个可回调的过程

1. 客户端发送消息到一个指定的队列，并在消息属性中设置 replyTo 字段，这个字段指定了一个回调队列，用于接收服务端的响应
2. 服务端接收到请求后，处理请求并发送响应消息到 replyTo 指定的回调队列
3. 客户端在回调队列上等待响应消息，一旦收到响应，客户端会检查消息的correlationld属性，以确保它是所期望的响应

7. Publisher Confirms（发布确认）

Publisher Confirms 模式是 RabbitMQ 提供的一种确保消息可靠发送到 RabbitMQ 服务器的机制，在这种模式下，生产者可以等待 RabbitMQ 服务器的确认，以确保消息已经被服务器接收并处理

1. 生产者将 Channel 设置为 confirm 模式(通过调用channel.confirmSelect()完成)后，发布的每一条消息都会获得一个唯一的 ID，生产者可以将这些序列号与消息关联起来，以便跟踪消息的状态

2. 当消息被 RabbitMQ 服务器接收并处理后，服务器会异步地向生产者发送一个确认(ACK)给生产者(包含消息的唯一ID)，表明消息已经送达
通过 Publisher Confirms 模式，生产者可以确保消息被 RabbitMQ 服务器成功接收，从而避免消息丢失的问题
适用场景：对数据安全性要求较高的场景，比如金融交易，订单处理