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AMQP之RabbitMq
AMQP协议是一个高级抽象层消息通信协议,RabbitMQ是AMQP协议的实现。它主要包括以下组件:
AMQP 里主要要说两个组件:Exchange 和 Queue (在 AMQP 1.0 里还会有变动),如下图所示,绿色的 X 就是 Exchange ,红色的是 Queue ,这两者都在 Server 端,又称作 Broker ,这部分是 RabbitMQ 实现的,而蓝色的则是客户端,通常有 Producer 和 Consumer 两种类型:
1. Server(broker): 接受客户端连接,实现AMQP消息队列和路由功能的进程。
2. Virtual Host:其实是一个虚拟概念,类似于权限控制组,一个Virtual Host里面可以有若干个Exchange和Queue,但是权限控制的最小粒度是Virtual Host
3.Exchange:接受生产者发送的消息,并根据Binding规则将消息路由给服务器中的队列。ExchangeType决定了Exchange路由消息的行为,例如,在RabbitMQ中,ExchangeType有direct、Fanout和Topic三种,不同类型的Exchange路由的行为是不一样的。
4.Message Queue:消息队列,用于存储还未被消费者消费的消息。
5.Message: 由Header和Body组成,Header是由生产者添加的各种属性的集合,包括Message是否被持久化、由哪个Message Queue接受、优先级是多少等。而Body是真正需要传输的APP数据。
6.Binding:Binding联系了Exchange与Message Queue。Exchange在与多个Message Queue发生Binding后会生成一张路由表,路由表中存储着Message Queue所需消息的限制条件即Binding Key。当Exchange收到Message时会解析其Header得到Routing Key,Exchange根据Routing Key与Exchange Type将Message路由到Message Queue。Binding Key由Consumer在Binding Exchange与Message Queue时指定,而Routing Key由Producer发送Message时指定,两者的匹配方式由Exchange Type决定。
7.Connection:连接,对于RabbitMQ而言,其实就是一个位于客户端和Broker之间的TCP连接。
8.Channel:信道,仅仅创建了客户端到Broker之间的连接后,客户端还是不能发送消息的。需要为每一个Connection创建Channel,AMQP协议规定只有通过Channel才能执行AMQP的命令。一个Connection可以包含多个Channel。之所以需要Channel,是因为TCP连接的建立和释放都是十分昂贵的,如果一个客户端每一个线程都需要与Broker交互,如果每一个线程都建立一个TCP连接,暂且不考虑TCP连接是否浪费,就算操作系统也无法承受每秒建立如此多的TCP连接。RabbitMQ建议客户端线程之间不要共用Channel,至少要保证共用Channel的线程发送消息必须是串行的,但是建议尽量共用Connection。
9.Command:AMQP的命令,客户端通过Command完成与AMQP服务器的交互来实现自身的逻辑。例如在RabbitMQ中,客户端可以通过publish命令发送消息,txSelect开启一个事务,txCommit提交一个事务。
消息队列的使用过程大概如下:
(1)客户端连接到消息队列服务器,打开一个channel。
(2)客户端声明一个exchange,并设置相关属性。
(3)客户端声明一个queue,并设置相关属性。
(4)客户端使用routing key,在exchange和queue之间建立好绑定关系。
(5)客户端投递消息到exchange。
exchange接收到消息后,就根据消息的key和已经设置的binding,进行消息路由,将消息投递到一个或多个队列里。
exchange也有几个类型,完全根据key进行投递的叫做Direct交换机,例如,绑定时设置了routing key为”abc”,那么客户端提交的消息,只有设置了key为”abc”的才会投递到队列。对key进行模式匹配后进行投递的叫做Topic交换机,符号”#”匹配一个或多个词,符号”*”匹配正好一个词。例如”abc.#”匹配”abc.def.ghi”,”abc.*”只匹配”abc.def”。还有一种不需要key的,叫做Fanout交换机,它采取广播模式,一个消息进来时,投递到与该交换机绑定的所有队列。
RabbitMQ支持消息的持久化,也就是数据写在磁盘上,为了数据安全考虑,我想大多数用户都会选择持久化。消息队列持久化包括3个部分:
(1)exchange持久化,在声明时指定durable => 1
(2)queue持久化,在声明时指定durable => 1
(3)消息持久化,在投递时指定delivery_mode=> 2(1是非持久化)
如果exchange和queue都是持久化的,那么它们之间的binding也是持久化的。如果exchange和queue两者之间有一个持久化,一个非持久化,就不允许建立绑定。
在了解了AMQP模型以后,需要简单介绍一下AMQP的协议栈,AMQP协议本身包括三层:
1. Modle Layer,位于协议最高层,主要定义了一些供客户端调用的命令,客户端可以利用这些命令实现自己的业务逻辑,例如,客户端可以通过queue.declare声明一个队列,利用consume命令获取一个队列中的消息。
2. Session Layer,主要负责将客户端的命令发送给服务器,在将服务器端的应答返回给客户端,主要为客户端与服务器之间通信提供可靠性、同步机制和错误处理。
3. Transport Layer,主要传输二进制数据流,提供帧的处理、信道复用、错误检测和数据表示。
AMQP所提供的域模型。
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