RabbitMQ全面详解：从概念到工作原理

RabbitMQ全面详解：从概念到工作原理

RabbitMQ是一种基于AMQP协议的消息队列系统，广泛应用于异步通信、应用解耦、削峰填谷等场景。本文将从概念、优势、劣势、应用场景以及工作原理等方面全面介绍RabbitMQ的核心内容。

RabbitMQ概念

消息队列
MQ全称Message Queue（消息队列），是在消息的传输过程中保存消息的容器。多用于系统之间的异步通信。
1、 同步通信相当于两个人当面对话，你一言我一语。必须及时回复
2、异步通信相当于通过第三方转述对话，可能有消息的延迟，但不需要二人时刻保持联系。

消息
两台计算机间传送的数据单位。消息可以非常简单，例如只包含文本字符串；也可以更复杂，可能包含嵌入对象。

队列
数据结构中概念。在队列中，数据先进先出，后进后出。

实时效果反馈

1. 消息队列多用于系统间的
   A 同步通信
   B异步通信
   C 跨域通信
   D 以上说法都不对

2. 在队列中，数据
   A先进先出，后进后出
   B 先进后出
   C 后进先出
   D 以上说法都不对

RabbitMQ优势

应用解耦
在电商平台中，用户下订单需要调用订单系统，此时订单系统还需要调用库存系统、支付系统、物流系统完成业务。此时会产生两个问题：
1 如果库存系统出现故障，会造成整个订单系统崩溃。
2 如果需求修改，新增了一个X系统，此时必须修改订单系统的代码。

如果在系统中引入MQ，即订单系统将消息先发送到MQ中，MQ再转发到其他系统，则会解决以下问题：
1、由于订单系统只发消息给MQ，不直接对接其他系统，如果库存系统出现故障，不影响整个订单。
2、如果需求修改，新增了一个X系统，此时无需修改订单系统的代码，只需修改MQ将消息发送给X系统即可。

异步提速
如果订单系统同步访问每个系统，则用户下单等待时长如下：
如果引入MQ，则用户下单等待时长如下：

削峰填谷
假设我们的系统每秒只能承载1000请求，如果请求瞬间增多到每秒 5000，则会造成系统崩溃。此时引入mq即可解决该问题

使用了MQ之后，限制消费消息的速度为1000，这样一来，高峰期产生的数据势必会被积压在MQ中，高峰就被“削”掉了，但是因为消息积压，在高峰期过后的一段时间内，消费消息的速度还是会维持 在1000，直到消费完积压的消息，这就叫做“填谷”。

实时效果反馈

1. MQ的优势是
   A 应用解耦
   B 异步提速
   C 削峰填谷
   D以上说法都正确

RabbitMQ劣势

实时效果反馈

1. 关于MQ的劣势，以下说法正确的是
   A 会让系统可用性提高
   B会让系统可用性降低
   C 会让系统复杂度降低
   D 不会产生一致性问题

RabbitMQ应用场景

1、抢红包、秒杀活动、抢火车票等
这些业务场景都是短时间内需要处理大量请求，如果直接连接系统处理业务，会耗费大量资源，有可能造成系统瘫痪。
而使用MQ后，可以先让用户将请求发送到MQ中，MQ会先保存请求消息，不会占用系统资源，且MQ会进行消息排序，先请求的秒杀成功，后请求的秒杀失败。

2、消息分发
如电商网站要推送促销信息，该业务耗费时间较多，但对时效性要求不高，可以使用MQ做消息分发。

3、数据同步
假如我们需要将数据保存到数据库之外，还需要一段时间将数据同步到缓存（如Redis）、搜索引擎（如Elasticsearch）中。此时可以将数据库的数据作为消息发送到MQ中，并同步到缓存、 搜索引擎中。

4、异步处理
在电商系统中，订单完成后，需要及时的通知子系统（进销存系统发货，用户服务积分，发送短信）进行下一步操作。为了保证订单系统的高性能，应该直接返回订单结果，之后让MQ通知子系统做其他非实时的业务操作。这样能保证核心业务的高效及时。

5、离线处理
在银行系统中，如果要查询近十年的历史账单，这是非常耗时的操作。如果发送同步请求，则会花费大量时间等待响应。此时使 用MQ发送异步请求，等到查询出结果后获取结果即可。

实时效果反馈

1. 以下业务场景中，可以使用MQ优化的是
   A 抢红包
   B 秒杀活动
   C 抢火车票
   D以上场景都可以

RabbitMQ_AMQP

RabbitMQ是由Erlang语言编写的基于AMQP的MQ产品。

AMQP
即Advanced Message Queuing Protocol(高级消息队列协议)，是 一个网络协议，专门为消息中间件设计。基于此协议的客户端与消息中间件可传递消息，并不受不同中间件产品，不同开发语言等条件的限制。2006年AMQP规范发布，类比HTTP。

AMQP工作过程
生产者(Publisher)将消息发布到交换机(Exchange)，交换机根据规则将消息分发给交换机绑定的队列(Queue)，队列再将消息投递给 订阅了此队列的消费者。

实时效果反馈

1. AMQP是为设计的网络协议
   A 缓存
   B Web服务器
   C消息中间件
   D 数据库

2. 在AMQP中，将消息分发给队列
   A 虚拟机
   B交换机
   C 管道
   D 生产者

RabbitMQ工作原理

1、Producer
消息的生产者。也是一个向交换机发布消息的客户端应用程序。

2、Connection
连接。生产者/消费者和RabbitMQ服务器之间建立的TCP连接。

3、Channel
信道。是TCP里面的虚拟连接。例如：Connection相当于电缆， Channel相当于独立光纤束，一条TCP连接中可以创建多条信道，增加连接效率。无论是发布消息、接收消息、订阅队列都是通过信道完成的。

4、Broker
消息队列服务器实体。即RabbitMQ服务器

5、Virtual host
虚拟主机。出于多租户和安全因素设计的，把AMQP的基本组件划分到一个虚拟的分组中。每个vhost本质上就是一个mini版的 RabbitMQ服务器，拥有自己的队列、交换机、绑定和权限机制。当多个不同的用户使用同一个RabbitMQ服务器时，可以划分出多个虚拟主机。RabbitMQ默认的虚拟主机路径是/

6、Exchange
交换机。用来接收生产者发送的消息，并根据分发规则，将这些消息分发给服务器中的队列中。不同的交换机有不同的分发规则。

7、Queue
消息队列。用来保存消息直到发送给消费者。它是消息的容器， 也是消息的终点。消息一直在队列里面，等待消费者链接到这个队列将其取走。

8、Binding
消息队列和交换机之间的虚拟连接，绑定中包含路由规则，绑定信息保存到交换机的路由表中，作为消息的分发依据。

9、Consumer
消息的消费者。表示一个从消息队列中取得消息的客户端应用程序。

RabbitMQ为什么使用信道而不直接使用TCP连接通信？
TCP连接的创建和销毁开销特别大。创建需要3次握手，销毁需 要4次分手。高峰时每秒成千上万条TCP连接的创建会造成资源巨大的浪费。而且操作系统每秒处理TCP连接数也是有限制的， 会造成性能瓶颈。而如果一条线程使用一条信道，一条TCP链接 可以容纳无限的信道，即使每秒成千上万的请求也不会成为性能的瓶颈。

实时效果反馈

1. 在RabbitMQ中，是消息的生产者
   APublisher
   B Consumer
   C Connection
   D Channel

2. 在RabbitMQ中，发布消息、接收消息是通过完成的
   A Broker
   B Connection
   CChannel
   D Exchange

本文原文来自中国电信云官网