深入剖析 rabbitMQ

在上篇关于消息队列的文章中，我们对 rabbitMQ 有过初步的介绍，本篇将将带你深入剖析 rabbitMQ 内部结构和使用。

一、关于 RabbitMQ

说到 RabbitMQ，相信大家都不会陌生，微服务开发中必不可少的中间件。

在上篇关于消息队列的文章中，我们了解到 RabbitMQ 本质其实是用 Erlang 开发的 AMQP（Advanced Message Queuing Protocol ）的具体实现，最初起源于金融系统，主要用于在分布式系统中存储转发消息，在易用性、扩展性、高可用性等方面有着不俗的表现。

2010年4月，RabbitMQ 科技公司被 VMware 旗下的 SpringSource 收购，在 2013 年 5 月被并入 Pivotal 。

其实 VMware，Pivotal 本质上是一家的。不同的是，VMware 是独立上市子公司，而 Pivotal 是整合了EMC的某些资源，现在并没有上市。其中我们现在使用的 Spring 系列框架，就是 Pivotal 公司热门的产品之一。

直到后来 Pivotal 将其开源，RabbitMQ 才逐渐走向大众！

RabbitMQ 发展到今天，已经被越来越多的人认可，尤其是互联网公司，已经有着大规模的场景应用，今天我们就一起来深入了解一下 RabbitMQ。

二、RabbitMQ 模型介绍

2.1、内部结构分析

上面我们有说到 RabbitMQ 本质是 AMQP 协议的一个开源实现，在详细介绍 RabbitMQ 之前，我们先来看一下 AMQP 的内部结构图！

基本概念如下 ：

• 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，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， 用于将消息队列和交换器之间建立关联 。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，所以可以将它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
• 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
• 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
• Message ：消息实体，它由消息头和消息体组成。消息头主要由 路由键、交换器、队列、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）等属性 组成，而消息体就是指具体的业务对象

相比传统的 JMS 模型，AMQP 主要多了 Exchange 、 Binding 这个新概念。

在 AMQP 模型中，消息的生产者不是直接将消息发送到 Queue 队列，而是将消息发送到 Exchange 交换器，其中还新加了一个中间层 Binding 绑定，作用就是通过 路由键Key 将交换器和队列建立绑定关系。

就好比类似 用户表 和 角色表 ，中间通过 用户角色表 来将用户和角色建立关系，从而实现关系绑定，在 RabbitMQ 中，消息生产者不直接跟队列建立关系，而是将消息发送到交换器之后，由交换器通过已经建立好的绑定关系，将消息发送到对应的队列！

RabbitMQ 最终的架构模型，核心部分就变成如下图所示：

从图中很容易看出，与 JMS 模型最明显的差别就是消息的生产者不直接将消息发送给队列，而是由 Binding 绑定 决定交换器的消息应该发送到哪个队列，进一步实现了在消息的推送方面，更加灵活！

2.2、交换器分发策略

当消息的生产者将消息发送到交换器之后，是不会存储消息的，而是通过中间层绑定关系将消息分发到不同的队列上，其中交换器的分发策略分为四种：Direct、Topic、Headers、Fanout！

• Direct ：直连类型，即在绑定时设定一个 routing_key, 消息的 routing_key 匹配时, 才会被交换器投送到绑定的队列中去，原则是 先匹配、后投送 ；
• Topic ：按照规则转发类型，支持通配符匹配，和 Direct 功能一样，但是在匹配 routing_key的时候，更加灵活，支持通配符匹配，原则也是 先匹配、后投送 ；
• Headers ：头部信息匹配转发类型，根据消息头部中的 header attribute 参数类型，将消息转发到对应的队列，原则也是 先匹配、后投送 ；
• Fanout ：广播类型，将消息转发到所有与该交互机绑定的队列上，不关心 routing_key；

2.2.1、Direct

Direct 是 RabbitMQ 默认的交换机模式，也是最简单的模式，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。

如果传入的 routing key 为 black ，不会转发到 black.green 。Direct 类型交换器是 完全匹配、单播的模式 。

2.2.2、Topic

Topic 类型交换器转发消息和 Direct 一样，不同的是：它支持通配符转发，相比 Direct 类型更加灵活！

两种通配符： * 只能匹配一个单词， # 可以匹配零个或多个。

如果传入的 routing key 为 black# ，不仅会转发到 black ，也会转发到 black.green 。

2.2.3、Headers

headers 也是根据规则匹配, 相比 direct 和 topic 固定地使用 routing_key , headers 则是通过一个自定义匹配规则的消息头部类进行匹配。

在队列与交换器绑定时，会设定一组键值对规则，消息中也包括一组键值对( headers 属性)，当这些键值对有一对, 或全部匹配时，消息被投送到对应队列。

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。

2.2.4、Fanout

Fanout  类型交换器与上面几个不同， 不管路由键或者是路由模式，会把消息发给绑定给它的全部队列 ，如果配置了 routing_key 会被忽略，也被成为消息广播模式。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 类型转发消息在四种类型中是最快的。

三、RabbitMQ 安装

RabbitMQ 基于 erlang 进行通信，相比其它的软件，安装有些麻烦，为了跟生产环境保持一直，操作系统选择 CentOS7 ，不过本例采用 rpm 方式安装，任何新手都可以完成安装，过程如下！

3.1、安装前命令准备

输入如下命令，完成安装前的环境准备。

yum install lsof  build-essential openssl openssl-devel unixODBC unixODBC-devel make gcc gcc-c++ kernel-devel m4 ncurses-devel tk tc xz wget vim

3.2、下载 RabbitMQ、erlang、socat 的安装包

本次下载的是 RabbitMQ-3.6.5 版本，采用 rpm 一键安装，适合新手直接上手。

先创建一个 rabbitmq 目录，本例的目录路径为 /usr/app/rabbitmq ，然后在目录下执行如下命令，下载安装包！

• 下载erlang

wget www.rabbitmq.com/releases/erlang/erlang-18.3-1.el7.centos.x86_64.rpm

• 下载socat

wget http://repo.iotti.biz/CentOS/7/x86_64/socat-1.7.3.2-5.el7.lux.x86_64.rpm

• 下载rabbitMQ

wget www.rabbitmq.com/releases/rabbitmq-server/v3.6.5/rabbitmq-server-3.6.5-1.noarch.rpm

最终目录文件如下：

3.3、安装软件包

下载完之后，按顺序依次安装软件包，这个很重要哦～

• 安装erlang

rpm -ivh erlang-18.3-1.el7.centos.x86_64.rpm

• 安装socat

rpm -ivh socat-1.7.3.2-5.el7.lux.x86_64.rpm

• 安装rabbitmq

rpm -ivh rabbitmq-server-3.6.5-1.noarch.rpm

安装完成之后，修改 rabbitmq 的配置，默认配置文件在 /usr/lib/rabbitmq/lib/rabbitmq_server-3.6.5/ebin 目录下。

vim /usr/lib/rabbitmq/lib/rabbitmq_server-3.6.5/ebin/rabbit.app

修改 loopback_users 节点的值！

最后只需通过如下命令，启动服务即可！

rabbitmq-server start &

运行脚本之后，如果报错，例如下图！

解决办法如下：

vim /etc/rabbitmq/rabbitmq-env.conf

在文件里添加一行，如下配置！

NODENAME=rabbit@localhost

然后，再保存！再次以下命令启动服务！

rabbitmq-server start &

通过如下命令，查询服务是否启动成功！

lsof -i:5672

如果出现 5672 已经被监听，说明已经启动成功！

3.4、启动可视化的管控台

输入如下命令，启动控制台！

rabbitmq-plugins enable rabbitmq_management

用浏览器打开 http://ip:15672 ，这里的 ip 就是 CentOS 系统的 ip，结果如下：

账号、密码，默认为 guest ，如果出现无法访问，检测防火墙是否开启，如果开启将其关闭即可！

登录之后的监控平台，界面如下：

四、web界面使用

相比其他的消息队列，rabbitMQ 其中一个很明显的好处就是有 web 操作界面，而且简单易用。

进入 web 管理界面之后，可以很清晰的看到分了 6 个菜单目录，分别是： Overview、Connections、Channels、Exchanges、Queues、Admin 。

• Overview：总览概述，主要介绍 rabbitmq 一些基础汇总等信息

• Connections：连接池管理，主要介绍客户端连接等信息

• Channels：信道管理，主要介绍信道连接等信息

点击具体某个具体的信道，可以看到对应的消费队列等信息。

• Exchanges：交换器管理，主要介绍交换器等信息

• Queues：队列管理，主要介绍队列等信息

• Admin：系统管理，主要介绍用户、虚拟主机、权限等信息

下面，我们重点介绍一些如何通过 web 页面来操作 rabbitMQ！

4.1、交换器管理

点击进入 Exchanges 菜单，最下面有一个 Add a new exchange 标签。

点击 Add a new exchange ，会展示如下信息！

• Name：交换器名称
• Type：交换器类型
• Durability：是否持久化，Durable：持久化，Transient：不持久化
• Auto delete：是否自动删除，当最后一个绑定（队列或者exchange）被unbind之后，该exchange 自动被删除
• Internal：是否是内部专用exchange，是的话，就意味着我们不能往该exchange里面发消息
• Arguments：参数，是AMQP协议留给AMQP实现做扩展使用的

我们先新建一个名称为 hello-exchange ，类型为 direct 的交换器，结果如下。

等会用于跟队列关联！

4.2、队列管理

点击进入 Queues 菜单，最下面也有一个 Add a new queue 标签。

点击标签，即可进入添加队列操作界面！

• Name：队列名称
• Durability：是否持久化，Durable：持久化，Transient：不持久化
• Auto delete：是否自动删除，是的话，当队列内容为空时，会自动删除队列
• Arguments：参数，是AMQP协议留给AMQP实现做扩展使用的

同样的，新建一个名称为 hello-mq 的消息队列，结果如下。

队列新建好了之后，继续来建立绑定关系！