详解rabbitmq相关概念--信道、交换器和路由键、队列之间的关系

概述

刚学习rabbitMQ的朋友很容易对mq的几个概念混淆,所以今天主要单独介绍rabbitmq的几个概念:信道、交换器和路由键、队列,以及这几个概念之间的关系。


01

channel 信道:

概念:信道是生产消费者与rabbit通信的渠道,生产者publish或是消费者subscribe一个队列都是通过信道来通信的。

信道是建立在TCP连接上的虚拟连接,就是说rabbitmq在一条TCP上建立成百上千个信道来达到多个线程处理,这个TCP被多个线程共享,每个线程对应一个信道,信道在rabbit都有唯一的ID ,保证了信道私有性,对应上唯一的线程使用。

RabbitMQ 为什么需要信道?为什么不是TCP直接通信?

1. TCP的创建和销毁,开销大,创建需要三次握手,销毁需要四次分手

2. 如果不使用信道,那么引用程序就会使用TCP的方式连接到rabbitmq,高峰时每秒成千上万条连接会造成资源的巨大浪费(一条tcp消耗资源,成千上万的tcp会非常消耗资源),而且操作系统每秒处理TCP连接数量也是有限的,必定会造成性能瓶颈

3.信道的原理是一条线程一条信道,多条线程多条信道共同使用一条TCP连接。一条TCP连接可以容纳无限的信道,及时每秒造成成千上万的请求也不会造成性能瓶颈


02

exchange 交换机和绑定routing key

exchange的作用就是类似路由器,routing key 就是路由键,服务器会根据路由键将消息从交换器路由到队列上去。

exchange有多个种类:direct,fanout,topic,header(非路由键匹配,功能和direct类似,很少用)。前三种类似集合对应关系那样,(direct)1:1,(fanout)1:N,(topic)N:1

1、fanout

fanout类型的Exchange路由规则非常简单,它会把所有发送到该Exchange的消息路由到所有与它绑定的Queue中。

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上图所示,生产者(P)生产消息1将消息1推送到Exchange,由于Exchange Type=fanout这时候会遵循fanout的规则将消息推送到所有与它绑定Queue,也就是图上的两个Queue最后两个消费者消费。

2、direct

direct类型的Exchange路由规则也很简单,它会把消息路由到那些binding key与routing key完全匹配的Queue中

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当生产者(P)发送消息时Rotuing key=booking时,这时候将消息传送给Exchange,Exchange获取到生产者发送过来消息后,会根据自身的规则进行与匹配相应的Queue,这时发现Queue1和Queue2都符合,就会将消息传送给这两个队列,如果我们以Rotuing key=create和Rotuing key=confirm发送消息时,这时消息只会被推送到Queue2队列中,其他Routing Key的消息将会被丢弃。

3、topic

前面提到的direct规则是严格意义上的匹配,换言之Routing Key必须与Binding Key相匹配的时候才将消息传送给Queue,那么topic这个规则就是模糊匹配,可以通过通配符满足一部分规则就可以传送。它的约定是:

  1. routing key为一个句点号“. ”分隔的字符串(我们将被句点号“. ”分隔开的每一段独立的字符串称为一个单词),如“stock.usd.nyse”、“nyse.vmw”、“quick.orange.rabbit”
  2. binding key与routing key一样也是句点号“. ”分隔的字符串
  3. binding key中可以存在两种特殊字符“*”与“#”,用于做模糊匹配,其中“*”用于匹配一个单词,“#”用于匹配多个单词(可以是零个)

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当生产者发送消息Routing Key=F.C.E的时候,这时候只满足Queue1,所以会被路由到Queue中,如果Routing Key=A.C.E这时候会被同是路由到Queue1和Queue2中,如果Routing Key=A.F.B时,这里只会发送一条消息到Queue2中。

4、headers

headers类型的Exchange不依赖于routing key与binding key的匹配规则来路由消息,而是根据发送的消息内容中的headers属性进行匹配。

在绑定Queue与Exchange时指定一组键值对;当消息发送到Exchange时,RabbitMQ会取到该消息的headers(也是一个键值对的形式),对比其中的键值对是否完全匹配Queue与Exchange绑定时指定的键值对;如果完全匹配则消息会路由到该Queue,否则不会路由到该Queue。

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Exchange规则


03

结合信道、交换器和路由键到队列

1、信道才是rabbit通信本质,生产者和消费者都是通过信道完成消息生产消费的。

2、交换器本质是一张路由查询表(名称和队列id,类似于hash表),这是一个虚拟出来的东西,并不存在真实的交换器。

3、消息的生命周期:生产者生产消息A 交由信道,信道通过消息(消息由载体和标签)的标签(路由键)放到交换器发送到队列上(其实就是查询匹配,一旦匹配到了规则,信道就直接和队列产生连接,然后将消息发送过去)

4、Channel是我们与RabbitMQ打交道的最重要的一个接口,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。


后面会分享更多devops和DBA方面的内容,感兴趣的朋友可以关注一下~

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