RabbitMQ 基础概念的理解

悠悠 2021-11-29 04:56 413阅读 0赞

#                              预计阅读时间：12分钟 #

本文文字虽多，字字浓缩，静下心来，学习需要沉淀。

**目录直通车**

一、程序中为什么要用MQTT？

二、MQTT是什么？

1、Qos（确保消息送达）

2、LWT（临终遗嘱）

三、关于RabbitMQ

1、拍RabbitMQ的“马屁”

（1）自带“光环”

（2）是实现了AMQP标准的消息服务器

（3）RabbitMQ支持持久化

（4）集群部署简单

（5）社区活跃度高

2、什么是AMQP？

3、RabbitMQ的工作流程

（1）基本概念

（2）工作流程分析

（3）消息发送原理：

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# 一、程序中为什么要用MQTT？ #

本文大部分偏向于程序设计部分的内容。

**基础与原理是非常重要的。**在学习 RabbitMQ 之前，先了解一下 MQTT协议。其实你也发现了都是为了解决什么问题才出现一项新技术的。

**那么在程序中应用MQTT是为了解决什么问题？**简单来说就是“削峰填谷”。举个栗子吧~

在以前，比如说我们秒杀抢购商品的时候，用户量在某个时间段暴增，达到峰值之后，服务器宕机，页面直接卡死报个错给用户，这样的用户体验是极差的，比如说某些学校的选课系统。为什么会发生这样的情况？页面的数据来源于数据库，当用户量在某个时间暴增的时候，此时程序不断的查询、新增，一般的数据库是承受不了这样么大的“压力”的，就会把数据库服务器直接搞宕机了。使用了消息队列机制之后，在用户秒杀抢购商品的时候，系统会提醒我们稍等排队中，而不是以前那样页面卡死或报错给用户，程序就将队列一个一个处理，就不会出现卡死的情况了。

# 二、MQTT是什么？ #

现在网上回答这个问题的文章很多，我就简单的总结后浓缩成了一句话：MQTT（Message Queuing Telemetry Transport Protocol）是基于**TCP/IP** 栈构建的轻量级、灵活消息队列遥测传输协议。

看完之后其实发现啥用都没有，也理解不了。管它那么多，就记住这是基于 TCP/IP 协议的创建的协议。

MQTT有两个非常重要的概念，一个是Qos（确保消息送达），另一个LWT（临终遗嘱），请看下面表格：

## 1、Qos（确保消息送达） ##

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td style="width:273px;">Qos</td> 
   <td style="width:575px;"> <p style="margin-left:0pt;">状态描述</p> </td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="width:273px;">0</td> 
   <td style="width:575px;"> <p style="margin-left:0pt;">协议对此等级应用信息不要求回应确认，也没有重发机制，这类信息可能会发生消息丢失或重复，取决于TCP/IP提供的尽最大努力交互的数据包服务。</p> </td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="width:273px;">1（最少发送一次）</td> 
   <td style="width:575px;"> <p style="margin-left:0pt;">确保信息到达，但消息重复可能发生，发送者如果在指定时间内没有收到<strong><strong>发布确认</strong></strong>（PUBACK）控制报文，应用信息会被重新发送。</p> </td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="width:273px;">2（只发送一次）</td> 
   <td style="width:575px;"> <p style="margin-left:0pt;">最高级别的服务质量，消息丢失和重复都是不可接受的。</p> </td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

## 2、LWT（临终遗嘱） ##

说白了就是死前做的一件事。比如说，当客户机断开时，代理服务器就会采取相应的措施，客户端设置完成LWT之后，当代理服务器检测到客户端离线后，就会发送保存在特定主题上的 LWT 信息，让其它订阅该主题的客户端知道该节点已经意外离线。这个是MQTT利用了**KeepAlive机制**。

# 三、关于RabbitMQ #

到此大家定有所疑惑，如我刚学时亦是如此。为什么要用这个玩意儿，基于MQTT开发的MQTT服务器只有只一个吗？它的运作模式是怎样的？先提三个问题在这里。

## 1、拍RabbitMQ的“马屁” ##

### （1）自带“光环” ###

Rabbit MQ 是 Erlang语言开发的。Erlang是一种面向并发运行环境的通用编程语言（意思就是说天生自带高并发和高可用光环）。

### （2）是实现了AMQP标准的消息服务器 ###

现在市面上有如ActiveMQ、ZeroMQ、**Appche Qpid**等MQTT服务器，Qpid也挺不错的同样开源，为何指名点姓要RabbitMQ。

上面讲到实现了AMQP协议的MQTT服务器只有Qpid和RabbitMQ。我简单说一个理由，Qpid的社区不够活跃，不服请看下图：

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQxNjQ3OTk5_size_16_color_FFFFFF_t_70][]

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQxNjQ3OTk5_size_16_color_FFFFFF_t_70 1][]

### （3）RabbitMQ支持持久化 ###

保证了消息的稳定性。注意：持久化也是有缺点的，写入硬盘比写入内存性能低很多，从而降低了服务器的吞吐量，尽管使用SSD硬盘可以使事情得到缓解，但他仍然吸干了Rabbit的性能，当消息成千上万条要写入磁盘的时候，性能是很低的。所以使用者要根据自己的情况来选择。

### （4）集群部署简单 ###

不仅因为Erlang，还支持Docker。

### （5）社区活跃度高 ###

## 2、什么是AMQP？ ##

这里不做重点，浓缩了以下内容：

Advanced Message Queuing Protocol，高级消息队列协议。说白了就是一个进程间传递异步消息（异步就是将消息发送给接收方时，接收方不用等待接收完成）的网络协议。

既然说到这里了，在说下同步传输，数据没有被对方确认收到则调用传输的函数就不返回，举个例子吧：你现在传输，我要亲眼看你传输完成，才去做别的事。

先来看下下面这张AMQP的模型图，在看工作过程。

![20190722170505206.png][]

发布者（Publisher）发布消息（Message），经由交换机（Exchange），交换机根据路由规则（由交换机类型和绑定（Bindings）规则）将收到的消息分发给与该交换机绑定的队列（Queue），最后 AMQP 代理（**Broker**）会将消息投递给订阅了此队列的消费者，或者消费者按照需求自行获取。

交换机可以有两个状态：持久化（durable）、暂存（transient）。**交换机是有多种的**。

持久化的交换机会在消息代理（broker）重启后依旧存在，而暂存的交换机则不会（它们需要在代理再次上线后重新被声明）。

注意：并不是所有的应用场景都需要持久化的交换机。

## 3、RabbitMQ的工作流程 ##

零基础的朋友先看基本概念！

### **（1）基本概念** ###

生产者（Producer）：消息的创建者，负责创建和推送数据到消息服务器；

消费者（Consumer）：消息的接收方，用于处理数据和确认消息；

代理（Broker）：即RabbitMQ，人送外号“快递员”。

### （2）工作流程分析 ###

**“粗”理解**

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQxNjQ3OTk5_size_16_color_FFFFFF_t_70 2][]

这个图其实自己细看还是能看懂的，只是对英文有种恐惧感吧~

这里有个Create PDF的请求发送给生产者，生产者响应请求之后把消息传递到 RabbitMQ（代理机） 里面去，这里的CloudAMQP 是官方为了突出支持AMQP 标准，可以异步响应消息，不用太在意。消息首先是传递到RabbitMQ内部的交换器，然后交换器根据约定好的路由规则或算法分到队列里面去，从RabbitMQ出来之后，消息才传递给订阅了该主题的用户。

**“细”理解**

生产者将消息发送给代理机的细节：

下图有三类交换机：

1、Diredct，通过key绑定，只有key相同的队列才会收到消息。

2、Topic，类似正则，按照不同的模式匹配"\#" 表示一个或多个单词，"\*" 仅匹配一个。

3、Fanout，即广播方式，exchange把接收到的消息发给所有绑定的队列。

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQxNjQ3OTk5_size_16_color_FFFFFF_t_70 3][]

交换器绑定多个队列的细节：

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQxNjQ3OTk5_size_16_color_FFFFFF_t_70 4][]

### **（3）消息发送原理：** ###

有一个误区：可能会想到我之前强调过MQTT是基于TCP/IP构建的，这里应该是通过TCP来传递消息。

**实际上是通过信道（Channel）来传递消息（Message）的。**对于操作系统来说，创建和销毁TCP会话是很贵的！比如说，我在文头举的例子，倘若高峰期有一千万的用户量，创建一千个TCP会话，这些会话对于系统来说，销不销毁都很贵，而且TCP会话是有限的。

所以在创建的一条TCP里使用信道来传输消息是十分可取的，如下图所示：

![20190722170948194.png][]

通过TCP连接RabbitMQ Server，Server端会给连接并认证成功的Client创建一条AMQP信道。

信道是创建在“真实”TCP上的虚拟连接，AMQP命令都是通过信道发送出去的，每个信道都会有一个唯一的ID，不论是发布消息，订阅队列或者介绍消息都是通过信道完成的。

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