轉自 anzhsoft http://blog.csdn.net/anzhsoft/article/details/19563091。

1. 歷史

    RabbitMQ是一個由erlang開發的AMQP（Advanced Message Queue ）的開源實現。AMQP 的出現其實也是應了廣大人民群眾的需求，雖然在同步訊息通訊的世界裡有很多公開標準（如 COBAR的 IIOP ，或者是 SOAP 等），但是在非同步訊息處理中卻不是這樣，只有大企業有一些商業實現（如微軟的 MSMQ ，IBM 的 Websphere MQ 等），因此，在 2006 年的 6 月，Cisco 、Redhat、iMatix 等聯合制定了 AMQP 的公開標準。

    RabbitMQ是由RabbitMQ Technologies Ltd開發並且提供商業支援的。該公司在2010年4月被SpringSource（VMWare的一個部門）收購。在2013年5月被併入Pivotal。其實VMWare，Pivotal和EMC本質上是一家的。不同的是VMWare是獨立上市子公司，而Pivotal是整合了EMC的某些資源，現在並沒有上市。

    RabbitMQ的官網是http://www.rabbitmq.com

2. 應用場景   

     言歸正傳。RabbitMQ，或者說AMQP解決了什麼問題，或者說它的應用場景是什麼？

     對於一個大型的軟體系統來說，它會有很多的元件或者說模組或者說子系統或者（subsystem or Component or submodule）。那麼這些模組的如何通訊？這和傳統的IPC有很大的區別。傳統的IPC很多都是在單一系統上的，模組耦合性很大，不適合擴充套件（Scalability）；如果使用socket那麼不同的模組的確可以部署到不同的機器上，但是還是有很多問題需要解決。比如：

 1）資訊的傳送者和接收者如何維持這個連線，如果一方的連線中斷，這期間的資料如何方式丟失？

 2）如何降低傳送者和接收者的耦合度？

 3）如何讓Priority高的接收者先接到資料？

 4）如何做到load balance？有效均衡接收者的負載？

 5）如何有效的將資料傳送到相關的接收者？也就是說將接收者subscribe 不同的資料，如何做有效的filter。

 6）如何做到可擴充套件，甚至將這個通訊模組發到cluster上？

 7）如何保證接收者接收到了完整，正確的資料？

  AMDQ協議解決了以上的問題，而RabbitMQ實現了AMQP。

3. 系統架構

      成為系統架構可能不太合適，可能叫應用場景的系統架構更合適。

  

    這個系統架構圖版權屬於sunjun041640。

    RabbitMQ Server： 也叫broker server，它不是運送食物的卡車，而是一種傳輸服務。原話是RabbitMQisn’t a food truck, it’s a delivery service. 他的角色就是維護一條從Producer到Consumer的路線，保證資料能夠按照指定的方式進行傳輸。但是這個保證也不是100%的保證，但是對於普通的應用來說這已經足夠了。當然對於商業系統來說，可以再做一層資料一致性的guard，就可以徹底保證系統的一致性了。

    Client A & B： 也叫Producer，資料的傳送方。createmessages and publish (send) them to a broker server (RabbitMQ).一個Message有兩個部分：payload（有效載荷）和label（標籤）。payload顧名思義就是傳輸的資料。label是exchange的名字或者說是一個tag，它描述了payload，而且RabbitMQ也是通過這個label來決定把這個Message發給哪個Consumer。AMQP僅僅描述了label，而RabbitMQ決定了如何使用這個label的規則。

    Client 1，2，3：也叫Consumer，資料的接收方。Consumersattach to a broker server (RabbitMQ) and subscribe to a queue。把queue比作是一個有名字的郵箱。當有Message到達某個郵箱後，RabbitMQ把它傳送給它的某個訂閱者即Consumer。當然可能會把同一個Message傳送給很多的Consumer。在這個Message中，只有payload，label已經被刪掉了。對於Consumer來說，它是不知道誰傳送的這個資訊的。就是協議本身不支援。但是當然瞭如果Producer傳送的payload包含了Producer的資訊就另當別論了。

     對於一個資料從Producer到Consumer的正確傳遞，還有三個概念需要明確：exchanges, queues and bindings。

        Exchanges are where producers publish their messages.

        Queuesare where the messages end up and are received by consumers

        Bindings are how the messages get routed from the exchange to particular queues.

   還有幾個概念是上述圖中沒有標明的，那就是Connection（連線），Channel（通道，頻道）。

   Connection： 就是一個TCP的連線。Producer和Consumer都是通過TCP連線到RabbitMQ Server的。以後我們可以看到，程式的起始處就是建立這個TCP連線。

   Channels： 虛擬連線。它建立在上述的TCP連線中。資料流動都是在Channel中進行的。也就是說，一般情況是程式起始建立TCP連線，第二步就是建立這個Channel。

    那麼，為什麼使用Channel，而不是直接使用TCP連線？

    對於OS來說，建立和關閉TCP連線是有代價的，頻繁的建立關閉TCP連線對於系統的效能有很大的影響，而且TCP的連線數也有限制，這也限制了系統處理高併發的能力。但是，在TCP連線中建立Channel是沒有上述代價的。對於Producer或者Consumer來說，可以併發的使用多個Channel進行Publish或者Receive。有實驗表明，1s的資料可以Publish10K的資料包。當然對於不同的硬體環境，不同的資料包大小這個資料肯定不一樣，但是我只想說明，對於普通的Consumer或者Producer來說，這已經足夠了。如果不夠用，你考慮的應該是如何細化split你的設計。

4. 進一步的細節闡明

4.1 使用ack確認Message的正確傳遞 

   預設情況下，如果Message 已經被某個Consumer正確的接收到了，那麼該Message就會被從queue中移除。當然也可以讓同一個Message傳送到很多的Consumer。

    如果一個queue沒被任何的Consumer Subscribe（訂閱），那麼，如果這個queue有資料到達，那麼這個資料會被cache，不會被丟棄。當有Consumer時，這個資料會被立即傳送到這個Consumer，這個資料被Consumer正確收到時，這個資料就被從queue中刪除。

     那麼什麼是正確收到呢？通過ack。每個Message都要被acknowledged（確認，ack）。我們可以顯示的在程式中去ack，也可以自動的ack。如果有資料沒有被ack，那麼：

     RabbitMQ Server會把這個資訊傳送到下一個Consumer。

    如果這個app有bug，忘記了ack，那麼RabbitMQ Server不會再傳送資料給它，因為Server認為這個Consumer處理能力有限。

   而且ack的機制可以起到限流的作用（Benefitto throttling）：在Consumer處理完成資料後傳送ack，甚至在額外的延時後傳送ack，將有效的balance Consumer的load。

   當然對於實際的例子，比如我們可能會對某些資料進行merge，比如merge 4s內的資料，然後sleep 4s後再獲取資料。特別是在監聽系統的state，我們不希望所有的state實時的傳遞上去，而是希望有一定的延時。這樣可以減少某些IO，而且終端使用者也不會感覺到。

4.2 Reject a message

   有兩種方式，第一種的Reject可以讓RabbitMQ Server將該Message 傳送到下一個Consumer。第二種是從queue中立即刪除該Message。

4.3  Creating a queue

      Consumer和Procuder都可以通過 queue.declare 建立queue。對於某個Channel來說，Consumer不能declare一個queue，卻訂閱其他的queue。當然也可以建立私有的queue。這樣只有app本身才可以使用這個queue。queue也可以自動刪除，被標為auto-delete的queue在最後一個Consumer unsubscribe後就會被自動刪除。那麼如果是建立一個已經存在的queue呢？那麼不會有任何的影響。需要注意的是沒有任何的影響，也就是說第二次建立如果引數和第一次不一樣，那麼該操作雖然成功，但是queue的屬性並不會被修改。

    那麼誰應該負責建立這個queue呢？是Consumer，還是Producer？

如果queue不存在，當然Consumer不會得到任何的Message。但是如果queue不存在，那麼Producer Publish的Message會被丟棄。所以，還是為了資料不丟失，Consumer和Producer都try to create the queue！反正不管怎麼樣，這個介面都不會出問題。

   queue對load balance的處理是完美的。對於多個Consumer來說，RabbitMQ 使用迴圈的方式（round-robin）的方式均衡的傳送給不同的Consumer。

4.4 Exchanges   

    從架構圖可以看出，Procuder Publish的Message進入了Exchange。接著通過“routing keys”， RabbitMQ會找到應該把這個Message放到哪個queue裡。queue也是通過這個routing keys來做的繫結。

     有三種型別的Exchanges：direct, fanout,topic。 每個實現了不同的路由演算法（routing algorithm）。

·        Direct exchange: 如果 routing key 匹配, 那麼Message就會被傳遞到相應的queue中。其實在queue建立時，它會自動的以queue的名字作為routing key來繫結那個exchange。

·        Fanout exchange: 會向響應的queue廣播。

·        Topic exchange: 對key進行模式匹配，比如ab*可以傳遞到所有ab*的queue。

4.5 Virtual hosts

   每個virtual host本質上都是一個RabbitMQ Server，擁有它自己的queue，exchagne，和bings rule等等。這保證了你可以在多個不同的application中使用RabbitMQ。

   接下來我會使用Python來說明RabbitMQ的使用方法。

請移步 RabbitMQ訊息佇列（二）：”Hello, World“