搞懂RabbitMq，涉及消息队列、生产者、消费者、Broker、交换器、死信队列、延迟队列、TTL、工作模式、交换器类型、高可用模式_rabbitmq broker

易混淆知识

工作模式：简单队列、work 模式、发布/订阅模式、路由模式、主题模式

交换机类型：fanout、direct、topic、header

高可用模式：单机模式、普通集群模式、镜像集群模式

一、RabbitMq介绍

它最初起源于金融系统，用于在分布式系统中存储转发消息。

灵活的路由： 在消息进入队列之前，通过交换器来路由消息。对于典型的路由功能，RabbitMQ 己经提供了一些内置的交换器来实现。针对更复杂的路由功能，可以将多个交换器绑定在一起，也可以通过插件机制来实现自己的交换器。

• 扩展性： 多个RabbitMQ节点可以组成一个集群，也可以根据实际业务情况动态地扩展集群中节点。
• 支持多种协议： RabbitMQ 除了原生支持 AMQP 协议，还支持 STOMP、MQTT 等多种消息中间件协议。
• 多语言客户端： RabbitMQ几乎支持所有常用语言，比如 Java、Python、Ruby、PHP、C#、JavaScript等。

二、RabbitMq中的组成

2.1 Producer(生产者) 和 Consumer(消费者)

• Producer(生产者) :生产消息的一方（邮件投递者）
• Consumer(消费者) :消费消息的一方（邮件收件人）

消息一般由 2 部分组成：消息头（或者说是标签 Label）和 消息体。

消息体也可以称为 payLoad ,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（路由匹配规则）、priority（处理优先级）、delivery-mode（是否需要持久性存储）等。生产者把消息交由 RabbitMQ 后，RabbitMQ 会根据消息头把消息发送给感兴趣的 Consumer(消费者)。

2.2 Exchange(交换器)

总流程：消息并不是直接被投递到 Queue(消息队列) 中的，中间还必须经过 Exchange(交换器) 这一层，Exchange(交换器) 会把我们的消息分配到对应的 Queue(消息队列) 中。

两个Key：消息发送给路由时，指定路由规则RoutingKey将Exchange（交换机）与Queue（消息队列）通过BindingKey关联起来，。

匹配规则：生产者将消息发送给交换器时，需要一个RoutingKey,当 BindingKey 和 RoutingKey 相匹配时，消息会被路由到对应的队列中。

特殊情况：BindingKey 并不是在所有的情况下都生效，它依赖于交换器类型，比如fanout类型的交换器就会无视，而是将消息路由到所有绑定到该交换器的队列中。

2.3 Queue(消息队列)

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。

RabbitMQ 中消息只能存储在 队列 中，这一点和 Kafka 这种消息中间件相反。Kafka 将消息存储在 topic（主题） 这个逻辑层面。

2.4 Broker（消息中间件的服务节点）

一个 RabbitMQ Broker 可以简单地看作一个 RabbitMQ 服务节点，或者RabbitMQ服务实例。Broker保存着队列跟交换机。

2.5 Exchange Types(交换器类型)

RabbitMQ 常用的 Exchange Type 有 fanout、direct、topic、headers 这四种

① fanout（简单、广播）

fanout 类型的Exchange路由规则非常简单，它会把所有发送到该Exchange的消息路由到所有与它绑定的Queue中，不需要做任何判断操作，所以 fanout 类型是所有的交换机类型里面速度最快的。fanout 类型常用来广播消息。

② direct（简单、完全匹配、优先级）

direct 类型的Exchange路由规则也很简单，它会把消息路由到那些 Bindingkey 与 RoutingKey 完全匹配的 Queue 中。

direct 类型常用在处理有优先级的任务，根据任务的优先级把消息发送到对应的队列，这样可以指派更多的资源去处理高优先级的队列。

③ topic（模糊匹配、实际业务）

RoutingKey 为一个点号“．”分隔的字符串（被点号“．”分隔开的每一段独立的字符串称为一个单词），如 “com.rabbitmq.client”、“java.util.concurrent”、“com.hidden.client”;

• BindingKey 和 RoutingKey 一样也是点号“．”分隔的字符串；
• BindingKey 中可以存在两种特殊字符串“*”和“#”，用于做模糊匹配，其中“*”用于匹配一个单词，“#”用于匹配多个单词(可以是零个)。

④ header（不实用）

三、问答

RabbitMQ 是什么？

（消息队列是什么？消息队列就是一个使用队列来通信的组件。）

RabbitMQ 是一个在 AMQP（Advanced Message Queuing Protocol ）基础上实现的，可复用的企业消息系统。它可以用于大型软件系统各个模块之间的高效通信，支持高并发，支持可扩展。适合于企业级的开发。它同时实现了一个Broker构架，这意味着消息在发送给客户端时先在中心队列排队，对路由(Routing)、负载均衡(Load balance)或者数据持久化都有很好的支持。

RabbitMq的特点？

可靠性：使用持久化、传输确认及发布确认保证可靠性。

灵活的路由：在消息进入队列之前，通过交换机处理路由消息，针对复杂的路由规则，有BingingKey和RoutingKey进行匹配约束。

扩展性：根据实际业务需求，动态扩展节点成集群。

高可用性：队列在集群机器中设置镜像，保证宕机情况仍然可用。

多协议：除了原始AMQP，还支持MQTT、STOMP等消息中间件协议。

多语言：java、Python、ruby、php、js、C#

管理界面友好：用户界面易用，使得用户可以监控和管理消息跟集群中的节点。

插件：易扩展多个插件。

AMQP 是什么?

即Advanced Message Queuing Protocol，一个提供统一消息服务的应用层标准高级消息队列协议，是应用层协议的一个开放标准，为面向消息的中间件设计。

RabbitMQ 中的交换器、交换器类型、队列、绑定、路由键等都是遵循的 AMQP 协议中相 应的概念。

三层结构：

最底层：二进制数据流传输、提供帧处理。

中间层：发送客户端命令给服务器，再应答。提供可靠的同步机制和错误处理。

最高层：定义客户端调用命令，实现业务逻辑。

生产者 Producer 和消费者 Consumer?

消费者：接受信息，连接服务器，订阅队列。消费信息只是消费消息体。

生产者：发送信息，包含消息体跟标签。

Broker 服务节点、Queue 队列、Exchange 交换器？

Broker：RabbitMQ 的服务节点，一个 Broker 可以看做一个 RabbitMQ 服务器。

Queue ：RabbitMQ 的内部对象，用于存储消息。多个消费者可以订阅同一队列，这时队列中的消息会被平摊（轮询）给多个消费者进行处理。

Exchange ： 生产者将消息发送到交换器，由交换器将消息路由到一个或者多个队列中。当路由不到时，或返回给生产者或直接丢弃。

死信队列？如何导致的？

当消息在一个队列中变成死信 (dead message) 之后，它能被重新被发送到另一个交换器中

导致的死信的几种原因：

• 消息被拒
• 消息TTL（time to live）过期。
• 队列满了，无法再添加。

什么是延迟队列？RabbitMQ 怎么实现延迟队列？

延迟队列指的是存储对应的延迟消息，消息被发送以后，并不想让消费者立刻拿到消息，而是等待特定时间后，消费者才能拿到这个消息进行消费。

应用：淘宝七天自动确认收货、签收商品后，物流系统会在七天之后延时发送信息到支付系统，通知可以打款给商家了。

AMQP 协议以及RabbitMQ本身没有直接支持延迟队列的功能要实现延迟消息，一般有两种方式：

1. 模拟：通过RabbitMQ本身队列的特性来实现，需要使用RabbitMQ的死信交换机（Exchange）和消息的存活时间TTL（Time To Live）。
2. 3.6.x之后，可以通过插件来实现延迟队列功能。

什么是优先级队列？

优先级队列实现，优先级高的队列会先被消费

可以通过 x-max-priority参数来实现优先级队列。当消费速度小于生产速度且 Broker 有堆积的情况下，优先级才有意义。

RabbitMQ 有哪些工作模式？

• 简单模式

• work 工作模式

• pub/sub 发布订阅模式

• Routing 路由模式

• Topic 主题模式

如何保证 RabbitMQ 的顺序？

拆分成多个队列，每个消费者单独一个队列，麻烦一点。

一个队列一个消费者，但是这个消费者内部用内存队列做排队，分发给底层不同的函数处理。

保证 RabbitMQ 高可用的？

Rabbit是基于主从（非分布式）实现的高可用，比较有代表性。

单机模式

普通集群模式：让集群中多个节点服务某个queue，多台机器上启动多个 RabbitMQ 实例，每个机器启动一个。你创建的 queue，只会放在一个 RabbitMQ 实例上，但是每个实例都同步 queue 的元数据（元数据可以认为是 queue 的一些配置信息，通过元数据，可以找到 queue 所在实例）。

镜像集群模式：RabbitMQ 一个 queue 的数据都是放在一个节点里的，镜像集群下，也是每个节点都放这个 queue 的完整数据。性能开销太大了，消息需要同步到所有机器上，导致网络带宽压力和消耗很重

如何解决消息挤压问题？

临时紧急扩容：临时将 queue 资源和 consumer 资源扩大 10 倍，以正常的 10 倍速度来消费数据。等快速消费完积压数据之后，得恢复原先部署的架构，重新用原先的 consumer 机器来消费消息。

如何解决消息队列的延时以及过期失效问题？

设置过期时间的，也就是 TTL。如果消息在 queue 中积压超过一定的时间就会被 RabbitMQ 给清理掉，这个数据就没了。

批量重导：假设 1 万个订单积压在 mq 里面，没有处理，其中 1000 个订单都丢了，你只能手动写程序把那 1000 个订单给查出来，手动发到 mq 里去再补一次。