【Java】 一文搞懂 RabbitMQ 的重要概念以及安裝

目錄

一 RabbitMQ 介紹

1.1 RabbitMQ 簡介

1.2 RabbitMQ 核心概念

1.2.1 Producer(生產者) 和 Consumer(消費者)

1.2.2 Exchange(交換器)

1.2.3 Queue(訊息佇列)

1.2.4 Broker（訊息中介軟體的服務節點）

1.2.5 Exchange Types(交換器型別)

① fanout

② direct

③ topic

④ headers(不推薦)

二 安裝 RabbitMq

2.1 安裝 erlang

2.2 安裝 RabbitMQ

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一 RabbitMQ 介紹

這部分參考了 《RabbitMQ實戰指南》這本書的第 1 章和第 2 章。

1.1 RabbitMQ 簡介

RabbitMQ 是採用 Erlang 語言實現 AMQP(Advanced Message Queuing Protocol，高階訊息佇列協議）的訊息中介軟體，它最初起源於金融系統，用於在分散式系統中儲存轉發訊息。

RabbitMQ 發展到今天，被越來越多的人認可，這和它在易用性、擴充套件性、可靠性和高可用性等方面的卓著表現是分不開的。RabbitMQ 的具體特點可以概括為以下幾點：

• 可靠性： RabbitMQ使用一些機制來保證訊息的可靠性，如持久化、傳輸確認及釋出確認等。

• 靈活的路由： 在訊息進入佇列之前，透過交換器來路由訊息。對於典型的路由功能，RabbitMQ 己經提供了一些內建的交換器來實現。針對更復雜的路由功能，可以將多個交換器繫結在一起，也可以透過外掛機制來實現自己的交換器。這個後面會在我們將 RabbitMQ 核心概念的時候詳細介紹到。

• 擴充套件性： 多個RabbitMQ節點可以組成一個叢集，也可以根據實際業務情況動態地擴充套件叢集中節點。

• 高可用性： 佇列可以在叢集中的機器上設定映象，使得在部分節點出現問題的情況下佇列仍然可用。

• 支援多種協議： RabbitMQ 除了原生支援 AMQP 協議，還支援 STOMP、MQTT 等多種訊息中介軟體協議。

• 多語言客戶端： RabbitMQ幾乎支援所有常用語言，比如 Java、Python、Ruby、PHP、C#、JavaScript等。

• 易用的管理介面： RabbitMQ提供了一個易用的使用者介面，使得使用者可以監控和管理訊息、叢集中的節點等。在安裝 RabbitMQ 的時候會介紹到，安裝好 RabbitMQ 就自帶管理介面。

• 外掛機制： RabbitMQ 提供了許多外掛，以實現從多方面進行擴充套件，當然也可以編寫自己的外掛。感覺這個有點類似 Dubbo 的 SPI機制。

1.2 RabbitMQ 核心概念

RabbitMQ 整體上是一個生產者與消費者模型，主要負責接收、儲存和轉發訊息。可以把訊息傳遞的過程想象成：當你將一個包裹送到郵局，郵局會暫存並最終將郵件透過郵遞員送到收件人的手上，RabbitMQ就好比由郵局、郵箱和郵遞員組成的一個系統。從計算機術語層面來說，RabbitMQ 模型更像是一種交換機模型。

下面再來看看圖1—— RabbitMQ 的整體模型架構。

下面我會一一介紹上圖中的一些概念。

1.2.1 Producer(生產者) 和 Consumer(消費者)

• Producer(生產者) :生產訊息的一方（郵件投遞者）

• Consumer(消費者) :消費訊息的一方（郵件收件人）

訊息一般由 2 部分組成：訊息頭（或者說是標籤 Label）和 訊息體。訊息體也可以稱為 payLoad ,訊息體是不透明的，而訊息頭則由一系列的可選屬性組成，這些屬性包括 routing-key（路由鍵）、priority（相對於其他訊息的優先權）、delivery-mode（指出該訊息可能需要永續性儲存）等。生產者把訊息交由 RabbitMQ 後，RabbitMQ 會根據訊息頭把訊息傳送給感興趣的 Consumer(消費者)。

1.2.2 Exchange(交換器)

在 RabbitMQ 中，訊息並不是直接被投遞到 Queue(訊息佇列) 中的，中間還必須經過 Exchange(交換器) 這一層，Exchange(交換器) 會把我們的訊息分配到對應的 Queue(訊息佇列) 中。

Exchange(交換器) 用來接收生產者傳送的訊息並將這些訊息路由給伺服器中的佇列中，如果路由不到，或許會返回給 Producer(生產者) ，或許會被直接丟棄掉 。這裡可以將RabbitMQ中的交換器看作一個簡單的實體。

RabbitMQ 的 Exchange(交換器) 有4種型別，不同的型別對應著不同的路由策略：direct(預設)，fanout, topic, 和 headers，不同型別的Exchange轉發訊息的策略有所區別。這個會在介紹 Exchange Types(交換器型別) 的時候介紹到。

Exchange(交換器) 示意圖如下：

生產者將訊息發給交換器的時候，一般會指定一個 RoutingKey(路由鍵)，用來指定這個訊息的路由規則，而這個 RoutingKey 需要與交換器型別和繫結鍵(BindingKey)聯合使用才能最終生效。

RabbitMQ 中透過 Binding(繫結) 將 Exchange(交換器) 與 Queue(訊息佇列) 關聯起來，在繫結的時候一般會指定一個 BindingKey(繫結建) ,這樣 RabbitMQ 就知道如何正確將訊息路由到佇列了,如下圖所示。一個繫結就是基於路由鍵將交換器和訊息佇列連線起來的路由規則，所以可以將交換器理解成一個由繫結構成的路由表。Exchange 和 Queue 的繫結可以是多對多的關係。

Binding(繫結) 示意圖：

生產者將訊息傳送給交換器時，需要一個RoutingKey,當 BindingKey 和 RoutingKey 相匹配時，訊息會被路由到對應的佇列中。在繫結多個佇列到同一個交換器的時候，這些繫結允許使用相同的 BindingKey。BindingKey 並不是在所有的情況下都生效，它依賴於交換器型別，比如fanout型別的交換器就會無視，而是將訊息路由到所有繫結到該交換器的佇列中。

1.2.3 Queue(訊息佇列)

Queue(訊息佇列) 用來儲存訊息直到傳送給消費者。它是訊息的容器，也是訊息的終點。一個訊息可投入一個或多個佇列。訊息一直在佇列裡面，等待消費者連線到這個佇列將其取走。

RabbitMQ 中訊息只能儲存在 佇列 中，這一點和 Kafka 這種訊息中介軟體相反。Kafka 將訊息儲存在 topic（主題） 這個邏輯層面，而相對應的佇列邏輯只是topic實際儲存檔案中的位移標識。 RabbitMQ 的生產者生產訊息並最終投遞到佇列中，消費者可以從佇列中獲取訊息並消費。

多個消費者可以訂閱同一個佇列，這時佇列中的訊息會被平均分攤（Round-Robin，即輪詢）給多個消費者進行處理，而不是每個消費者都收到所有的訊息並處理，這樣避免的訊息被重複消費。

RabbitMQ 不支援佇列層面的廣播消費,如果有廣播消費的需求，需要在其上進行二次開發,這樣會很麻煩，不建議這樣做。

1.2.4 Broker（訊息中介軟體的服務節點）

對於 RabbitMQ 來說，一個 RabbitMQ Broker 可以簡單地看作一個 RabbitMQ 服務節點，或者RabbitMQ服務例項。大多數情況下也可以將一個 RabbitMQ Broker 看作一臺 RabbitMQ 伺服器。

下圖展示了生產者將訊息存入 RabbitMQ Broker,以及消費者從Broker中消費資料的整個流程。

這樣圖1中的一些關於 RabbitMQ 的基本概念我們就介紹完畢了，下面再來介紹一下 Exchange Types(交換器型別) 。

1.2.5 Exchange Types(交換器型別)

RabbitMQ 常用的 Exchange Type 有 fanout、direct、topic、headers 這四種（AMQP規範裡還提到兩種 Exchange Type，分別為 system 與 自定義，這裡不予以描述）。

① fanout

fanout 型別的Exchange路由規則非常簡單，它會把所有傳送到該Exchange的訊息路由到所有與它繫結的Queue中，不需要做任何判斷操作，所以 fanout 型別是所有的交換機型別裡面速度最快的。fanout 型別常用來廣播訊息。

② direct

direct 型別的Exchange路由規則也很簡單，它會把訊息路由到那些 Bindingkey 與 RoutingKey 完全匹配的 Queue 中。

以上圖為例，如果傳送訊息的時候設定路由鍵為“warning”,那麼訊息會路由到 Queue1 和 Queue2。如果在傳送訊息的時候設定路由鍵為"Info”或者"debug”，訊息只會路由到Queue2。如果以其他的路由鍵傳送訊息，則訊息不會路由到這兩個佇列中。

direct 型別常用在處理有優先順序的任務，根據任務的優先順序把訊息傳送到對應的佇列，這樣可以指派更多的資源去處理高優先順序的佇列。

③ topic

前面講到direct型別的交換器路由規則是完全匹配 BindingKey 和 RoutingKey ，但是這種嚴格的匹配方式在很多情況下不能滿足實際業務的需求。topic型別的交換器在匹配規則上進行了擴充套件，它與 direct 型別的交換器相似，也是將訊息路由到 BindingKey 和 RoutingKey 相匹配的佇列中，但這裡的匹配規則有些不同，它約定：

• RoutingKey 為一個點號“．”分隔的字串（被點號“．”分隔開的每一段獨立的字串稱為一個單詞），如 “com.rabbitmq.client”、“java.util.concurrent”、“com.hidden.client”;

• BindingKey 和 RoutingKey 一樣也是點號“．”分隔的字串；

• BindingKey 中可以存在兩種特殊字串“”和“#”，用於做模糊匹配，其中“”用於匹配一個單詞，“#”用於匹配多個單詞(可以是零個)。

以上圖為例：

• 路由鍵為 “com.rabbitmq.client” 的訊息會同時路由到 Queuel 和 Queue2;

• 路由鍵為 “com.hidden.client” 的訊息只會路由到 Queue2 中；

• 路由鍵為 “com.hidden.demo” 的訊息只會路由到 Queue2 中；

• 路由鍵為 “java.rabbitmq.demo” 的訊息只會路由到Queuel中；

• 路由鍵為 “java.util.concurrent” 的訊息將會被丟棄或者返回給生產者（需要設定 mandatory 引數），因為它沒有匹配任何路由鍵。

④ headers(不推薦)

headers 型別的交換器不依賴於路由鍵的匹配規則來路由訊息，而是根據傳送的訊息內容中的 headers 屬性進行匹配。在繫結佇列和交換器時制定一組鍵值對，當傳送訊息到交換器時，RabbitMQ會獲取到該訊息的 headers（也是一個鍵值對的形式)'對比其中的鍵值對是否完全匹配佇列和交換器繫結時指定的鍵值對，如果完全匹配則訊息會路由到該佇列，否則不會路由到該佇列。headers 型別的交換器效能會很差，而且也不實用，基本上不會看到它的存在。

二 安裝 RabbitMq

透過 Docker 安裝非常方便，只需要幾條命令就好了，我這裡是只說一下常規安裝方法。

前面提到了 RabbitMQ 是由 Erlang語言編寫的，也正因如此，在安裝RabbitMQ 之前需要安裝 Erlang。

注意：在安裝 RabbitMQ 的時候需要注意 RabbitMQ 和 Erlang 的版本關係，如果不注意的話會導致出錯，兩者對應關係如下:

2.1 安裝 erlang

1 下載 erlang 安裝包

在官網下載然後上傳到 Linux 上或者直接使用下面的命令下載對應的版本。

[root@SnailClimb local]#wget http://erlang.org/download/otp_src_19.3.tar.gz

erlang 官網下載：Downloads - Erlang/OTP

2 解壓 erlang 安裝包

[root@SnailClimb local]#tar -xvzf otp_src_19.3.tar.gz

3 刪除 erlang 安裝包

[root@SnailClimb local]#rm -rf otp_src_19.3.tar.gz

4 安裝 erlang 的依賴工具

[root@SnailClimb local]#yum -y install make gcc gcc-c++ kernel-devel m4 ncurses-devel openssl-devel unixODBC-devel

5 進入erlang 安裝包解壓檔案對 erlang 進行安裝環境的配置

新建一個資料夾

[root@SnailClimb local]# mkdir erlang

對 erlang 進行安裝環境的配置

[root@SnailClimb otp_src_19.3]# 
./configure --prefix=/usr/local/erlang --without-javac

6 編譯安裝

[root@SnailClimb otp_src_19.3]# 
make && make install

7 驗證一下 erlang 是否安裝成功了

[root@SnailClimb otp_src_19.3]# ./bin/erl

執行下面的語句輸出“hello world”

 io:format("hello world~n", []).

大功告成，我們的 erlang 已經安裝完成。

8 配置 erlang 環境變數

[root@SnailClimb etc]# vim profile

追加下列環境變數到檔案末尾

#erlang
ERL_HOME=/usr/local/erlang
PATH=$ERL_HOME/bin:$PATH
export ERL_HOME PATH

執行下列命令使配置檔案profile生效

[root@SnailClimb etc]# source /etc/profile

輸入 erl 檢視 erlang 環境變數是否配置正確

[root@SnailClimb etc]# erl

2.2 安裝 RabbitMQ

1. 下載rpm

wget https://www.rabbitmq.com/releases/rabbitmq-server/v3.6.8/rabbitmq-server-3.6.8-1.el7.noarch.rpm

或者直接在官網下載

Installing on RPM-based Linux | RabbitMQ

2. 安裝rpm

rpm --import https://www.rabbitmq.com/rabbitmq-release-signing-key.asc

緊接著執行：

yum install rabbitmq-server-3.6.8-1.el7.noarch.rpm

中途需要你輸入"y"才能繼續安裝。

3 開啟 web 管理外掛

rabbitmq-plugins enable rabbitmq_management

4 設定開機啟動

chkconfig rabbitmq-server on

4. 啟動服務

service rabbitmq-server start

5. 檢視服務狀態

service rabbitmq-server status

6. 訪問 RabbitMQ 控制檯

瀏覽器訪問：http://你的ip地址:15672/

預設使用者名稱和密碼： guest/guest;但是需要注意的是：guestuest使用者只是被容許從localhost訪問。官網文件描述如下：

“guest” user can only connect via localhost

解決遠端訪問 RabbitMQ 遠端訪問密碼錯誤

新建使用者並授權

[root@SnailClimb rabbitmq]# rabbitmqctl add_user root root
Creating user "root" ...
[root@SnailClimb rabbitmq]# rabbitmqctl set_user_tags root administrator
​
Setting tags for user "root" to [administrator] ...
[root@SnailClimb rabbitmq]# 
[root@SnailClimb rabbitmq]# rabbitmqctl set_permissions -p / root ".*" ".*" ".*"
Setting permissions for user "root" in vhost "/" ...

​

再次訪問:http://你的ip地址:15672/ ,輸入使用者名稱和密碼：root root