全面认识RabbitMQ各组件及消息传递机制_validatequeuenamelength

一、virtual host虚拟主机

每一个vhost本质上是一个mini-rabbitmq server，分别管理各自的exchange，和bindings。一个Broker里可以开有多个VirtualHost，它的作用是用作不同用户的权限分离。 这个特性在做多租户的时候较方便

1.vhost特性

（1）RabbitMQ默认的vhost是“/”开箱即用；

（2）多个vhost是隔离的，多个vhost无法通讯，并且不用担心命名冲突（队列和交换器和绑定），实现了多层分离；

（3）创建用户的时候必须指定vhost；

2.vhost操作

可以通过rabbitmqctl工具命令

创建vhost：

rabbitmqctl add_vhost[vhost_name]

删除vhost：

rabbitmqctl delete_vhost[vhost_name]

查看所有的vhost：

rabbitmqctl list_vhosts

二、connection连接

是Publisher/Consumer和Broker之间的TCP连接。

断开连接的操作只会在Publisher/Consumer端进行，Broker不会断开连接，除非出现网络故障或者Broker服务出现问题，Broker服务宕了。

三、channel信道

是建立在真实的TCP连接内的虚拟连接（是我们与RabbitMQ打交道的最重要的一个接口）。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。AMQP的命令都是通过信道发送出去的（我们大部分的业务操作是在Channel这个接口中完成的，包括定义Queue、定义Exchange、绑定Queue与Exchange、发布消息等）。

每条信道都会被指派一个唯一ID。在客户端的每个连接里，可建立多个channel，每个channel代表一个会话任务，理论上无限制，减少TCP创建和销毁的开销，实现共用TCP的效果。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。

注意

1. 一个生产者或一个消费者与MQ服务器之间只有一条TCP连接

2. 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。

四、exchange（交换机）

生产者发消息发往交换机，交换机会自己投递消息到绑定的queue队列

这里有几个点需要注意

1.exchange根据什么规则把消息投递到哪些queue中？

exchange有4种类型

direct

对routing_key进行严格匹配，当消息来到的时候，只有exchange与某queue绑定的routing_key完全匹配才将消息投递到该queue

topic

对routing_key进行通配符模糊匹配，满足条件的queue都能收到消息，这里的routing_key以"."分隔，*匹配一个单词，#匹配多个单词，如果同一个queue满足多个条件不会被投递多次

headers

根据消息体内的headers属性匹配，绑定的时候可以制定键值对。不依赖routing_key匹配

fanout

转发消息到所有绑定队列，不依赖routing_key匹配。在不需要路由的时候，一般是使用的这个类型的exchange

x-delay-message

Rabbitmq实现了一个rabbitmq_delayed_message_exchange插件来实现延时队列x-delay-message。

2.exchange如何持久化？

如果不设置持久化，broker挂了，再重启，这个exchange就不存在了。

在客户端声明exchange的时候有个入参来控制是否持久化

Exchange.DeclareOk exchangeDeclarePassive(String name) throws IOException;

durable即是是否持久化，而autoDelete则是，当没有queue绑定的时候是否自动删除这个exchange

3.生产者ACK机制

rabbitmq生产者确保消息一定送达（事务或者confirm机制）

4.投递方法（basicPublish）中的mandatory和immediate

mandatory

当mandatory标志位设置为true时，如果exchange根据自身类型和消息routeKey无法找到一个符合条件的queue，那么会调用basic.return方法将消息返回给生产者（Basic.Return + Content-Header + Content-Body）；

当mandatory设置为false时，出现上述情形broker会直接将消息扔掉。

immediate

当immediate标志位设置为true时，如果exchange在将消息路由到queue(s)时发现对于的queue上没有消费者，那么这条消息不会放入队列中。

当与消息routeKey关联的所有queue（一个或者多个）都没有消费者时，该消息会通过basic.return方法返还给生产者。

换句话说，无法找到一个消费者时，消息返还给生产者。

五、queue队列

消息队列，先进先出，有缓存消息的能力

1.有3种类型的队列

持久化队列

这样消息会落盘，没有消费的消息重启后不会丢

临时队列

则没有持久化，堆积的数据在rabbitmq重启后会丢失

自动队列

当没有消费者消费这个队列的时候，队列会自动删除

2.队列如何持久化？

在channel声明队列的时候可以设置

public com.rabbitmq.client.impl.AMQImpl.Queue.DeclareOk queueDeclare(String queue, boolean durable, boolean exclusive, boolean autoDelete, Map<String, Object> arguments) throws IOException {
    validateQueueNameLength(queue);
    return (com.rabbitmq.client.impl.AMQImpl.Queue.DeclareOk)this.exnWrappingRpc((new com.rabbitmq.client.AMQP.Queue.Declare.Builder()).queue(queue).durable(durable).exclusive(exclusive).autoDelete(autoDelete).arguments(arguments).build()).getMethod();
}

durable

是否持久化队列。

exclusive

是否为独占（排他）队列。

exclusive队列的特点是：只对首次声明它的连接（Connection）可见，注意，是首次声明它的connection不是channel。会在其连接断开的时候自动删除。

autoDelete

是否自动删除，如果为是，当没有消费者消费这个队列的时候，这个队列会被自动删除。

注意，这里只是说持久化队列，持久化队列在rabbitmq重启后依旧存在，如果需要未消费的消息在重启后依旧存在，还需要持久化消息。

3.是否支持消息回溯？

不支持。rabbitmq不像kafka那样，并没有偏移量。rabbitmq即使是持久化队列+持久化消息，在被消费后该数据会被标记为删除，等待回收。

4.mirror queue镜像模式 （高可用）

RabbitMQ 以队列维度提供高可用的解决方案——镜像队列。

配置镜像队列规则后，新创建的队列按照规则成为镜像队列。每个镜像队列都包含一个主节点（Leader）和若干个从节点（Follower），其中只有主节点向外提供服务（生产消息和消费消息），从节点仅仅接收主节点发送的消息。

从节点会准确地按照主节点执行命令的顺序执行动作，所以从节点的状态与主节点应是一致的。

5.消费者ACK机制

try{
    //设置broker每次只从推送队列里面的1条消息到消费者,只有在确认这条消息"成功消费"后,才会继续推送
    channel.basicQos(0, 1, false);
    //成功确认 是否批量，true:将一次性ack所有小于deliveryTag的消息。
    channel.basicAck(message.getMessageProperties().getDeliveryTag(), false);
} catch (Exception e) {
    String productIdStr = new String(message.getBody());
    String productIdStrReplace = productIdStr.replace("\"", "");
    log.error("【MQ消费异常】 参数:{},异常信息:{}", productId, e.getMessage(), e);
    channel.basicNack(message.getMessageProperties().getDeliveryTag(), false, false);
}

6.持久化消息怎么搞

如果只是持久化队列，没有持久化消息，那么重启后，队列存在，消息不存在了。

持久化消息的设置在channel.basicPublish方法的入参中

void basicPublish(String exchange, String routingKey, BasicProperties props, byte[] body) throws IOException;
void basicPublish(String exchange, String routingKey, boolean mandatory, BasicProperties props, byte[] body) throws IOException;
void basicPublish(String exchange, String routingKey, boolean mandatory, boolean immediate, BasicProperties props, byte[] body) throws IOException;

入参中的 BasicProperties props用于设置消息是否持久化

public BasicProperties(
            //消息类型如：text/plain
            String contentType,
            //编码
            String contentEncoding,
            Map<String,Object> headers,
            //消息是否持久化 1:nonpersistent 2:persistent
            Integer deliveryMode,
            //优先级            
            Integer priority,
            String correlationId,
            //反馈队列
            String replyTo,
            //expiration到期时间
            String expiration,
            String messageId,
            Date timestamp,
            String type,
            String userId,
            String appId,
            String clusterId)

deliveryMode=1表示不需要持久化消息，deliveryMode=2表示需要持久化消息

7.消息是怎么分发给消费者的？

Round-robin dispatching 循环分发（默认）

若存在多个consumer，每个consumer的负载可能不同，有些处理的快，有些处理的慢，RabbitMQ并不管这些，只是简单的以round-robin的方式分配message，这可能造成某些consumer积压很多任务处理不完，而一些consumer长期处于饥饿状态

Fair dispatch 公平分发

通过basic.qos方法设置prefetch_count=1，这样RabbitMQ就会使得每个Consumer在同一个时间点最多处理一个Message，换句话说，在接收到该Consumer的ack前,它不会将新的Message分发给它

channel.basic_qos(prefetch_count=1) 

注意，这种方法可能会导致queue满。当然，这种情况下你可能需要添加更多的Consumer，或者创建更多的virtualHost来细化你的设计。

RabbitMQ注解

RabbitAdmin 是对 rabbitmq 管理的封装，比如对交换机，队列，绑定的定义

RabbitTemplate 是对消息的发送和接收的封装

@RabbitListener

指定目标方法来作为消费消息的方法，通过注解参数指定所监听的队列或者Binding。

@QueueBinding

将交换机和队列绑定

key = {"item.insert", "item.update"} 返回绑定的路由密钥或模式，多个元素将导致多个绑定

@Queue

声明队列 （durable = "true" 表示持久化的）

@Exchange

声明交换机（type = ExchangeTypes.TOPIC 表示交换机类型）

创建Connection

@Data
public abstract class ApiAbstractRabbitConfiguration {
    protected String addresses;
    protected String username;
    protected String password;
    protected String virtualhost;
 
    protected ConnectionFactory connectionFactory() {
        CachingConnectionFactory connectionFactory = new CachingConnectionFactory();
        connectionFactory.setAddresses(addresses);
        connectionFactory.setUsername(username);
        connectionFactory.setPassword(password);
        connectionFactory.setVirtualHost(virtualhost);
        return connectionFactory;
    }
}

初始化RabbitTemplate

@Bean(name = "mtApiRabbitTemplate")
@Primary
public RabbitTemplate mtRabbitTemplate(@Qualifier("mtApiConnectionFactory") ConnectionFactory connectionFactory) {
    return new RabbitTemplate(connectionFactory);
}

设置RabbitListener为手动确认消息

@Bean(name = "mtApiFactory")
public SimpleRabbitListenerContainerFactory mtFactory(SimpleRabbitListenerContainerFactoryConfigurer configurer, @Qualifier("mtApiConnectionFactory") ConnectionFactory connectionFactory) {
    SimpleRabbitListenerContainerFactory factory = new SimpleRabbitListenerContainerFactory();
    factory.setAcknowledgeMode(AcknowledgeMode.MANUAL);
    configurer.configure(factory, connectionFactory);
    return factory;
}

绑定队列

@Bean
public Binding ordinaryOrderAutoCancelBindingNotify() {
    return BindingBuilder.bind(ordinaryOrderAutoCancelImmediateQueue()).to(apiDelayExchange()).with(DELAY_ROUTING_KEY_ORDINARY_ORDER_AUTOCANCEL).noargs();
}

初始化RabbitAdmin，声明队列、交换机、绑定

@Bean(value = "mtRabbitApi")
public RabbitAdmin mtRabbitAdmin(@Qualifier("mtApiConnectionFactory") ConnectionFactory connectionFactory) {
    RabbitAdmin rabbitAdmin = new RabbitAdmin(connectionFactory);
    rabbitAdmin.declareQueue(ordinaryOrderAutoCancelImmediateQueue());
    rabbitAdmin.declareExchange(apiDelayExchange());
    rabbitAdmin.declareBinding(ordinaryOrderAutoCancelBindingNotify());
    return new RabbitAdmin(connectionFactory);
}

发送消息

public void sendAutoCancelMessage(String msg, int delayTime,String flag) {
    try {
        CorrelationData correlationData = new CorrelationData(UUID.randomUUID().toString());
        log.info(String.format("sendDelay.sendOrdinaryAutoCancelMessage.id=%s.msg=%s", correlationData.getId(), msg));
        this.rabbitTemplate.convertAndSend(ApiMTRabbitConfiguration.DELAYED_EXCHANGE_XDELAY, ApiMTRabbitConfiguration.DELAY_ROUTING_KEY_ORDINARY_ORDER_AUTOCANCEL, msg, message -> {
            //持久化消息
            message.getMessageProperties().setHeader("source", flag);
            message.getMessageProperties().setDeliveryMode(MessageDeliveryMode.PERSISTENT);
            message.getMessageProperties().setDelay(delayTime);
            log.info("Delay sent.time:{}", LocalDateTime.now());
            return message;
        }, correlationData);
    } catch (AmqpException e) {
        log.error("订单自动取消MQ异常,errorMessage:{}", e.getMessage(), e);
    }
}

接收消息

@RabbitListener(queues = ApiMTRabbitConfiguration.ORDINARY_ORDER_AUTOCANCEL_QUEUE_XDELAY_QUEUE_XDELAY, containerFactory = "mtApiFactory")
public void ordinaryOrderAutoCancelMessage(Message message, Channel channel, 
    @Headers Map<String, Object> heads) throws IOException {
    
}