C#队列学习笔记：RabbitMQ基础知识

    一、引言

    rabbitmq是rabbit message queue的简写，但不能仅仅理解其为消息队列，消息代理更合适。rabbitmq是一个由 erlang 语言开发的amqp（高级消息队列协议）的开源实现，其内部结构如下：

    rabbitmq作为一个消息代理，主要和消息打交道，负责接收并转发消息。rabbitmq提供了可靠的消息机制、跟踪机制和灵活的消息路由，支持消息集群和分布式部署。适用于排队算法、秒杀活动、消息分发、异步处理、数据同步、处理耗时任务、cqrs等应用场景。

    二、基础概念

     讲解基础概念之前，先来构造一个整体结构图，以方便我们更好地去理解rabbitmq的基本原理。

    通过上面这张结构图，能够清晰地了解到send message到receive message的一个大致流程。

    2.1、queue

    queue（队列）在rabbitmq中的作用是存储消息，队列的特性是先进先出。上图可以清晰地看到client a和client b是生产者，生产者生产消息最终被送到rabbitmq的内部对象queue中去，而消费者则是从queue中取出数据，可以简化表示为：

    生产者send message，“a”被传送到queue中，消费者发现消息队列queue中有订阅的消息，就会将这条消息a读取出来进行一系列的业务操作。这里是一个消费者对应一个队列queue，也可以多个消费者订阅同一个队列queue，此时就会将queue里面的消息平分给其他的消费者，但是会存在一个问题就是如果每个消息的处理时间不同，就会导致某些消费者一直在忙碌中，而有的消费者处理完消息后一直处于空闲状态。这时我们可以使用prefetchcount来限制每次发送给消费者消息的个数，详情见下图所示：

    这里的prefetchcount=1是指每次从queue中发送一条消息，等消费者处理完这条消息后，queue会再发送一条消息给消费者。

    2.2、exchange

    在本节开头的结构图中我们留下了一个坑：消费者client a和消费者client b，是如何知道要发送的消息是给queue1还是给queue2的呢？下面让我们来解开这个面纱。首先要明确的一点是：生产者生产的消息并不是直接发送给消息队列queue的，而是要经过exchange（交换器）将消息路由到一个或多个queue，当然这里还会对不符合路由规则的消息进行丢弃，这个涉及到后面要讲的exchange type。那么exchange是怎样将消息准确地推送到对应的queue的呢？功劳最大的当属binding。rabbitmq通过binding将exchange和queue链接在一起，这样exchange就知道如何将消息准确地推送到queue中去了，简单示意图如下所示：

    生产者将消息发送给exchange的时候，一般会产生一个routing key，而通过binding链接exchange和queue的时候，一般会指定一个binding key。当routing key与binding key对应得上的时候，消息就会发送到对应的queue中去。

     2.3、exchange type

    exchange type有4种，不同的类型有着不同的策略，也就意味着类型的不同将决定着绑定的queue的不同。换言之，生产者发送了一个消息，routing key的规则是a，那么生产者会将routing key=a的消息推送到exchange中，这时候exchange根据自己的规则去筛选生产者发来的消息。

• fanout

    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。

    上图所示，生产者（p）将消息1推送到exchange，由于exchange type=fanout，这时候会遵循fanout的规则将消息推送到所有与它绑定的queue中(上图的两个queue)，最后给两个消费者消费。

• direct

    direct类型的exchange，路由规则也很简单：它会把消息路由到那些routing key与binding key完全匹配的queue中。

    当生产者（p）发送消息时rotuing key=booking，exchange获取到生产者发送过来的消息后，会根据自身的规则进行匹配相应的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，其它routing key的消息将会被丢弃。

• topic

    如果说前面的direct规则是严格意义上的匹配（即routing key必须与binding key相匹配的时候才将消息传送给queue），那么topic这个规则就是模糊匹配，可以通过通配符满足一部分规则就可以传送，它的约定是：

    1）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”。

    2）binding key与routing key一样也是句点号“. ”分隔的字符串。

    3）binding key中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）。

    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queue1中；如果routing key=a.c.e这时候会被同时路由到queue1和queue2中；如果routing key=a.f.b时，这时只会路由到queue2中。

• headers

    headers类型的exchange，不依赖于routing key与binding key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。

    在绑定exchange与queue时指定一组键值对，当消息发送到exchange时，rabbitmq会取到该消息的headers（也是一个键值对的形式），并对比其中的键值对是否完全匹配exchange与queue绑定时指定的键值对，如果完全匹配则消息会路由到该queue，否则不会路由到该queue。该类型的exchange没有用到过（不过也应该很有用武之地），所以不作介绍。

    下面对4种exchange类型进行简要的表格整理：

exchange规则

类型名称	类型描述
fanout	把所有发送到该exchange的消息路由到所有与它绑定的queue中
direct	routing key==binding key
topic	简称模糊匹配
headers	exchange不依赖于routing key与binding key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。

    2.4、补充说明

    connectionfactory、connection、channel：都是rabbitmq对外api中最基本的对象。

    connectionfactory：connection的制造工厂。

    connection：rabbitmq的socket链接，它封装了socket协议相关的逻辑。connection建立一个tcp连接，生产者和消费者通过tcp连接到rabbitmq server。

    channel：

    1）channel是与rabbitmq打交道的最重要的一个接口，我们大部分的业务操作都是通过channel这个接口来完成的，包括定义exchange与queue、绑定exchange与queue、发布消息等。

    2）channel虚拟连接，是建立在上面tcp连接的基础上。数据流动都是通过channel来进行的，为什么不是直接在tcp连接上进行数据流动呢？是因为建立和关闭tcp连接是有代价的。频繁地建立与关闭tcp连接对于系统的性能有很大的影响，而且tcp的连接数也有限制，这也限制了系统处理高并发的能力，而在tcp连接中建立channel是没有上述代价的。

 

    参考自：

    https://www.cnblogs.com/dwlsxj/p/rabbitmq.html