RabbitMQ最全教程-Part1(基础使用)

一、消息队列基本概念

消息队列中间件是分布式系统中重要的组件，主要解决应用解耦，异步消息，流量削锋等问题，实现高性能，高可用，可伸缩和最终一致性架构

1、消息队列的特点

可靠性

消息持久化：消息可以被持久化存储，即使消费者暂时不可用，消息也不会丢失。
确认机制：消费者成功处理消息后可以发送确认，确保消息被正确处理。如果处理失败，消息可以被重新发送或回滚。 

负载均衡

多消费者：多个消费者可以竞争消费同一个队列中的消息，实现负载均衡。
高并发：通过增加消费者数量，可以提高系统的处理能力和吞吐量。 

扩展性

水平扩展：可以通过增加更多的生产者和消费者来扩展系统的处理能力。
垂直扩展：可以通过增加服务器资源来提升单个节点的处理能力。

消息排序

顺序消息：某些消息队列支持消息的有序性，确保消息按照发送的顺序被消费。
优先级：可以设置消息的优先级，确保高优先级的消息优先被处理。

2、消息队列的通讯模式

点对点通讯模式

在这种模式下，消息生产者发送的消息会被存储在一个特定的消息队列中，然后由一个或多个消息消费者从该队列中接收消息

发布订阅模式

Pub/Sub 模式允许消息的发送者（发布者）和接收者（订阅者）之间松散耦合，使得多个订阅者可以同时接收相同的消息，消息生产者发布消息到指定Topic，由订阅这个Topic的消费者进行消费

两种模式的比较

请求/回复（Request/Reply）模式

客户端发送请求消息，并等待服务端的回复。服务端将回复消息发送到一个临时队列中，客户端从该队列中获取回复。

延迟消息模式

消息被存储在延时队列中，直到达到指定的时间点才被发送。

广播模式

消息可以被发送到多个队列或主题，每个队列或主题的消费者都会收到消息。

死信队列模式

无法被正常处理的消息会被转移到一个专门的死信队列中。可以对死信队列中的消息进行单独处理，如重试、记录日志等。

3、为什么要使用消息队列

这里列举几种常见应用场景

1）异步处理

举个例子，当用户下单后，将会面临一系列服务调用的流程，比如库存检查、支付处理等，但是这些后续的服务调用都是后台默默做，并不直接影响用户下单这个行为，所以我们可以将这些服务调用变成异步处理，处理完了有结果通知反馈一下就行。

这个异步处理我们可以借助MQ，具体做法：订单系统将订单信息发送到消息队列，后台系统监听到MQ有任务通知，则执行异步处理订单，如库存检查、支付处理、物流安排等。

2）流量削峰

就像用户投递快递，高峰到40W每秒，但是我们的后续处理业务每秒只能20W，还剩下20W在MQ进行堆积，这就是MQ很重要的流量削峰的能力，将用户的洪峰流量，让后台慢慢来处理，MQ承担一个缓冲的作用

比如可以这样做，用户的请求,服务器收到之后,首先写入消息队列进行排队等候真正的服务被执行,但是当加入消息队列长度超过最大值,则直接抛弃用户请求或跳转到错误页面.（这里可以做熔断降级）

3）系统解耦

我们可以看到，如果没加MQ，则一系列调用都是一条完整的同步调用链，某一个服务执行的失败会影响前后的服务。

但是我们通过MQ，可以将后续多个服务单独执行，互不影响，如果有依赖关系，某一个服务执行失败了，我们可以进行一些补偿、回滚机制等

4）实时通知

对于需要实时更新的数据，生产者将更新后的数据发布到Topic上，只要订阅了这个Topic的服务都能够收到这个实时更新的推送，进而做一些实时性的后续处理。

4、消息队列有什么缺点

最直观的就是增加了系统的复杂性，引入了第三方中间件

还有就是增加了网络开销，因为消息的传递是会消耗网络带宽资源的，并且也会带来一定的网络延迟

还有系统可用性降低，因为当MQ宕机了，那么我们有些依赖于MQ进行通信的两两服务之间就失联了

还有一个数据一致性问题，如下图所示，系统需要保证快递投递，扣减系统费，通知等之间的数据一致性，如果系统短信通知，快递通知执行成功，扣减系统费执行失败时，就会出现数据不一致问题

5、各类消息队列的比较

注： - 表示尚未查找到准确数据

二、RabbitMQ的基本使用

1、RabbitMQ的一些基本概念、名词解释

Publisher

        消息生产者，就是投递消息的程序

        发布者 (或称为生产者) 负责生产消息并将其投递到指定的交换器上。

Message

        消息由消息头和消息体组成，消息头用于存储与消息相关的元数据：如目标交换器的名字 (exchange_name 指明消息发给哪一个交换器)路由键 (RountingKey)和其他可选配置 (properties) 信息。消息体为实际需要传递的数据。

Exchange

        交换器负责接收来自生产者的消息，并将消息路由到一个或者多个队列中，如果路由不到，则返回给生产者或者直接丢弃，这取决于交换器的 mandatory 属性：

        当 mandatory 为 true 时：如果交换器无法根据自身类型和路由键找到一个符合条件的队列，则会将该消息返回给生产者；
        当 mandatory 为 false 时：如果交换器无法根据自身类型和路由键找到一个符合条件的队列，则会直接丢弃该消息。

BindingKey

        交换器与队列通过 BindingKey 建立绑定关系。  （理解为@RequesMapping，定义了路由跳转）

Routingkey

        基于交换器类型的规则相匹配时，消息被路由到对应的队列中

        生产者将消息发给交换器的时候，一般会指定一个 RountingKey，用来指定这个消息的路由规则，当 RountingKey 与 BindingKey相匹配时，消息被路由到对应的队列中。 

        （理解为写的/order/findById   定义了url）

Queue

        消息队列载体，每个消息都会被投入到一个或多个队列。

        用于存储路由过来的消息，多个消费者可以订阅同一个消息队列，此时队列会将收到的消息将以轮询的方式分发给所有消费者，即每条消息只会发送给一个消费者，不会出现一条消息被多个消费者重复消费的情况。

Consumer

消息消费者，就是接受消息的程序

        消费者订阅感兴趣的队列，并负责消费存储在队列中的消息。为了保证消息能够从队列可靠地到达消费者，RabbitMQ 提供了消息确认机制 (messageacknowledgement)，并通过 autoAck 参数来进行控制

        当 autoAck 为 true 时：此时消息发送出去 (写入TCP套接字) 后就认为消费成功，而不管消费者是否真正消费到这些消息。当 TCP 连接或 channel 因意外而关闭，或者消费者在消费过程之中意外宕机时，对应的消息就丢失。因此这种模式可以提高吞吐量，但会存在数据丢失的风险。
        当 autoAck 为 false 时：需要用户在数据处理完成后进行手动确认，只有用户手动确认完成后，RabbitMQ 才认为这条消息已经被成功处理，这可以保证数据的可靠性投递，但会降低系统的吞吐量。

Connection

        用于传递消息的 TCP 连接。

Channel

     消息通道，在客户端的每个连接里，可建立多个channel，每个channel代表一个会话任务。

     RabbitMQ 采用类似 NIO (非阻塞式 IO ) 的设计，通过 Channel 来复用 TCP 连接，并确保每个 Channel的隔离性，就像是拥有独立的 Connection 连接。当数据流量不是很大时，采用连接复用技术可以避免创建过多的 TCP 连接而导致昂贵的性能开销。

Virtual Host

    虚拟主机，一个broker里可以开设多个vhost，用作不同用户的权限分离

    RabbitMQ 通过虚拟主机来实现逻辑分组和资源隔离，一个虚拟主机就是一个小型的 RabbitMQ服务器，拥有独立的队列、交换器和绑定关系。用户可以按照不同业务场景建立不同的虚拟主机，虚拟主机之间是完全独立的，你无法将 vhost1 上的交换器与vhost2 上的队列进行绑定，这可以极大的保证业务之间的隔离性和数据安全，默认的虚拟主机名为 / 。

Broker

        简单来说就是消息队列服务器实体。就是指部署MQ的服务器实体

2、docker安装RabbitMQ

拉取RabbitMQ的镜像

docker pull rabbitmq:management

运行RabbitMQ

docker run -d -p 5672:5672 -p 15672:15672 --name rabbitmq rabbitmq:management

访问管理界面

输入  账号：guest 密码：guest

如果访问不了，可以尝试把linux的防火墙关闭试试

3、交换机类型

Direct exchange(直连交换器)

直连交换机是一种带路由功能的交换机，一个队列会和一个交换机绑定（通过binding_key，一个队列与交换机可以有多条binding_key绑定），当消息被发送的时候，需要指定一个routing_key，这个消息被送达交换机的时候，交换机就会拿着routing_key与binding_key相匹配，只要匹配上的都进行发送到相应的queue

        当生产者（P）发送消息时 Rotuing key=booking 时，这时候将消息传送给 Exchange，Exchange 获取到生产者发送过来消息后，会根据自身的规则进行与匹配相应的 Queue，这时发现 Queue1 和 Queue2 都符合，就会将消息传送给这两个队列。

        如果我们以 Rotuing key=create 和 Rotuing key=confirm 发送消息时，这时消息只会被推送到 Queue2 队列中，其他 Routing Key 的消息将会被丢弃。

Fanout exchange(扇形交换器)

扇型交换机（fanout exchange）将消息路由给绑定到它身上的所有队列，而不理会绑定的路由键。如果 N 个队列绑定到某个扇型交换机上，当有消息发送给此扇型交换机时，交换机会将消息的拷贝分别发送给这所有的 N 个队列。扇型用来交换机处理消息的广播路由（broadcast routing）。

Topic exchange(主题交换器)

直接交换机只能做到routingkey的精确匹配，扇形交换机只能广播到所有queue，那有没有比较折中一点的，可以进行过滤匹配的交换机？主题交换机就是做这个事情的。

对于bindingkey，写匹配的条件：

        可以存在两种特殊字符 “*” 与“#”，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）

对于routingkey，写实际路由：

        routing key 为一个句点号 “.” 分隔的字符串（我们将被句点号 “. ” 分隔开的每一段独立的字符串称为一个单词），如“stock.usd.nyse”、“nyse.vmw”、“quick.orange.rabbit”

当生产者发送消息 Routing Key=F.C.E 的时候，这时候只满足 Queue1，所以会被路由到 Queue 中，如果 Routing Key=A.C.E 这时候会被同是路由到 Queue1 和 Queue2 中，如果 Routing Key=A.F.B 时，这里只会发送一条消息到 Queue2 中。

主题交换机拥有非常广泛的用户案例。无论何时，当一个问题涉及到那些想要有针对性的选择需要接收消息的 多消费者 / 多应用（multiple consumers/applications） 的时候，主题交换机都可以被列入考虑范围。

三、SpringBoot整合RabbitMQ

参考文章

SpringBoot快速整合RabbitMQ实现MQ最基本操作_mq基本操作-CSDN博客