駱文亮 四川職業(yè)技術(shù)學(xué)院

基于異步消息處理的RabbitMQ運(yùn)行原理探討

駱文亮 四川職業(yè)技術(shù)學(xué)院

對(duì)于一個(gè)大型的軟件系統(tǒng)來說，不同的模塊分布在不同的服務(wù)器上，模塊之間的通信如果采用傳統(tǒng)的同步消息傳輸機(jī)制來傳輸?shù)脑挄?huì)導(dǎo)致很多問題（如連接的維持、通信的可靠性、消息的過濾等等）。本文主要分析了基于消息異步處理的RabbitMQ的幾種不同的消息分發(fā)機(jī)制，并說明了這些方式的主要應(yīng)用場(chǎng)景。

RabbitMQ 消息異步處理

1 引言

在較為大型的商業(yè)軟件開發(fā)中，常常會(huì)遇到下面這些問題：①多個(gè)模塊間需要通過定時(shí)任務(wù)來同步某些數(shù)據(jù)；②異構(gòu)系統(tǒng)的不同進(jìn)程間相互調(diào)用、通訊；③各個(gè)系統(tǒng)（模塊）之間的負(fù)載均衡；④消息的優(yōu)先級(jí)的定義等等問題。本文主要分析了能夠解決以上問題的基于消息的異步處理的一種實(shí)現(xiàn)——RabbitMQ的消息分發(fā)機(jī)制。

2 RabbitMQ介紹

AMQP，即Advanced Message Queuing Protocol，高級(jí)消息隊(duì)列協(xié)議，是應(yīng)用層協(xié)議的一個(gè)開放標(biāo)準(zhǔn)，為面向消息的中間件設(shè)計(jì)。消息中間件主要用于組件之間的解耦，消息的發(fā)送者無需知道消息使用者的存在，反之亦然。

RabbitMQ是一個(gè)開源的AMQP實(shí)現(xiàn)，服務(wù)器端用Erlang語言編寫，支持多種客戶端，如：Python、Ruby、．NET、Java、JMS、C、PHP、ActionScript、XMPP、STOMP等，支持AJAX。用于在分布式系統(tǒng)中存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)消息，在易用性、擴(kuò)展性、高可用性等方面表現(xiàn)不俗。

3 RabbitMQ分析

3.1 RabbitMQ運(yùn)行機(jī)制

如圖3-1所示，RabbitMQ的運(yùn)行需要三個(gè)“部件”：①RabbitMQ服務(wù)器(RabbitMQ Server)；②消息發(fā)送者(ClientA、ClientB)；③消息的消費(fèi)者（Client1、Client2、Client3）。這三者相互合作、缺一不可。下面分別對(duì)著三者進(jìn)行詳細(xì)介紹：

RabbitMQ Server：RabbitMQ服務(wù)器，主要功能就是維護(hù)一條從“消息發(fā)送者”到“消息消費(fèi)者”的路線，保證數(shù)據(jù)能夠按照指定的方式進(jìn)行傳輸。

Client A amp; B：數(shù)據(jù)的發(fā)送方。數(shù)據(jù)通過交換機(jī)（Exchange）路由到相應(yīng)的隊(duì)列（Queue）上。

Client 1，2，3：數(shù)據(jù)的接收方。當(dāng)發(fā)送方把數(shù)據(jù)路由到隊(duì)列（Queue）上以后，由RabbitMQ服務(wù)器把隊(duì)列上的數(shù)據(jù)分發(fā)給相應(yīng)的接收方。

圖3-1 RabbitMQ運(yùn)行機(jī)制

在默認(rèn)情況下，如果消息已經(jīng)被某個(gè)“消息消費(fèi)者”正確的接收到后，那么該消息就會(huì)被從隊(duì)列中移除。

如果一個(gè)隊(duì)列沒被任何的“消息消費(fèi)者”（訂閱），那么如果這個(gè)隊(duì)列有數(shù)據(jù)到達(dá)，那么這個(gè)數(shù)據(jù)會(huì)被緩存，不會(huì)被丟棄。當(dāng)有“消息消費(fèi)者”時(shí)，這個(gè)數(shù)據(jù)會(huì)被立即發(fā)送給它，這個(gè)數(shù)據(jù)接受完成時(shí)就會(huì)從隊(duì)列中刪除。

RabbitMQ采用了“發(fā)送——確認(rèn)”機(jī)制來確保消息能夠正確接收。每個(gè)消息都要需要被確認(rèn)(ack)后才算是正確接收。

如果這個(gè)開發(fā)者所開發(fā)的軟件忘記了確認(rèn)操作（ack），那么RabbitMQ Server不會(huì)再發(fā)送數(shù)據(jù)給它，因?yàn)镾erver認(rèn)為這個(gè)Consumer處理能力有限。

3.2 RabbitMQ消息分發(fā)機(jī)制

實(shí)際上，從圖3-1可以看出，消息發(fā)送者的消息進(jìn)入了交換機(jī)（Exchange）后，RabbitMQ會(huì)通過“routing keys”，找到應(yīng)該把這個(gè)消息綁定到相應(yīng)的哪個(gè)隊(duì)列（queue）里。

RabbitMQ在將消息從交換機(jī)（Exchange）最終投遞到“消息消費(fèi)者”去的時(shí)候，一共有三種分發(fā)方式：

①Direct exchange:直接匹配模式，如果routing key匹配，那么Message就會(huì)被傳遞到相應(yīng)的queue中。其實(shí)在queue創(chuàng)建時(shí)，它會(huì)自動(dòng)的以queue的名字作為routing key來綁定那個(gè)exchange。這種方式主要適合用于有明確訂閱關(guān)系的情況下使用。

②Fanout exchange:廣播方式，這種方式會(huì)向所有的隊(duì)列發(fā)送消息進(jìn)行廣播，適用于通知類型的消息發(fā)送。

③Topic exchange:主題式方式，這種方式會(huì)以key進(jìn)行模式匹配，比如通配符?號(hào)來發(fā)送消息，如xy?就可以把消息發(fā)送到到所有匹配到xy?的隊(duì)列（queue）中去。此模式非常適合于分組發(fā)送消息的場(chǎng)景下所使用。

4 結(jié)束語

在實(shí)際的軟件開發(fā)過程中，RabbitMQ在需要處理異步消息的大型應(yīng)用場(chǎng)景中是非常常見的一個(gè)解決方案。本文對(duì)RabbitMQ進(jìn)行了介紹、運(yùn)行機(jī)制分析、消息分發(fā)機(jī)制分析進(jìn)行了探討以期為需要使用異步消息處理框架的開發(fā)者提供思路。

[1]anzhsoft.Detailed Introduction詳細(xì)介紹[N/OL].http://blog.csdn.net/anzhsoft/article/details/19563091

[2]RabbtMQ官網(wǎng)http://www.rabbitmq.com/

[3]袁佳，郭燕慧基于rabbitmq的海量日志的分布式處理[D].北京郵電大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院2013.07

[4]魚朝偉詹舒波基于RabbitMQ的異步全雙工消息總線的實(shí)現(xiàn)[D]北京郵電大學(xué)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究院2016.02