RabbitMQ是一个消息队列, 消息队列总结起来有三个主要的功能, 分别是解耦合, 异步和削峰填谷. 使用消息队列后, 消息发送方和消息接收方都只面向消息队列编程, 而不必相互了解, 从而能够相互独立的修改. 消息队列能够使操作异步进行, 系统A在完成自己的相关工作后可以将消息放入队列, 让系统B进行后续的处理.

虽然消息队列有上述的好处, 但同时也导致系统的可用性降低, 现在既要保证执行业务的系统高可用, 还要保证消息队列本身高可用. 此外, 引入消息队列后, 也会同时导致系统复杂性增加, 现在还需要考虑系统之间的一致性问题, 消息的重复消费问题等等.

基本概念

名称 解释
Broker 消息队列服务器
Connection 应用程序与消息队列的连接
Channel 在Connection上虚拟的连接
Queue 收发消息的实体
Exchange 转发消息的实体

Connection代表一个真实的TCP连接, Channel代表构建在Connection上的虚拟的连接. 一个Connection上可以存在多个Channel连接. RabbitMQ的所有操作都在Channel级别, 而不直接涉及Connection. 如果只有一个线程,则可以使用一个Channel处理所有事情, 如果有多个线程, 最好是每个线程持有一个Channel. 多线程时,任意时刻只有一个线程的Channel发送的命令被执行.

交换机定义了转发的规则, 例如是匹配还是直接转发, 是单播还是广播. 一个交换机可以绑定多个队列, 一个队列也可以绑定多个交换机.

交换机规则

RabbitMQ提供了几种交换机规则. 不同的交换机规则有不同的性能开销, 需要根据使用场景选择合适的规则.

规则 转发方式 解释
Direct 单播 只有Key完全匹配时才进行转发
Topic 组播 将消息转发给匹配规则的队列
Fanout 广播 将消息转发给所有注册在此交换机的队列

确认机制

发送方确认机制

当发送方将消息发送给MQ后, 只要消息被投递到目标服务器或者被持久化到硬盘, 就会向发送方发送确认消息, 表示此消息已经收到, 且不会丢失. 确认机制是异步的(回调发送方定义的处理函数), 在等待确认的时候发送方依然可以发送消息.

如果消息丢失, 消息队列也会发送相应的消息给发送方,

接收方确认机制

接收方对于MQ发送给它每一条消息都需要确认以后, MQ才能将消息从队列中移除, 否则视为消息没有送达, MQ会尝试将消息派发给其他接收方或者进行重试.

消息幂等性

由于网络原因和重试机制, 接收方有可能两次收到同样的消息. 接收方需要保证自身的幂等性, 即多次收到同样的消息不产生副作用. 实现幂等性的主流解决方法是记录使消息包含一个唯一ID, 在处理消息前比对ID是否处理过, 如果处理过则直接返回确认而不进行处理. 唯一ID可以存储在数据库中, 也可以存储在Redis中.

持久化

RabbitMQ通过将消息写入到硬盘实现持久化. 但写入硬盘的速度显著低于内存读写速度, 因此对所有消息都开启持久化会严重降低性能. 而且RabbitMQ的硬盘写入操作并不是完全实时的, 因此可能存在数据还未写入MQ就故障的情况, 此时这些还未写入的消息是无法恢复的.

可以引入镜像队列的方式来提高RabbitMQ的可用性. 即设置一个完全相同的从消息队列, 如果主队列故障自动切换到从队列. 这实际上就是一个主从结构.

死信队列

当一条消息变成死信后就会进入死信队列, 死信队列实际上是一个普通的Exchange, 可以被订阅. 程序可以监听死信队列来对这些信息进行处理. 消息变成死信的原因包括

  1. 消息被拒绝
  2. 消息TTL过期
  3. 消息队列达到最大长度

Spring RabbitMQ Support

Spring RabbitMQ Support是一个关于RabbitMQ的Spring库, 提供了@RabbitListener, @RabbitHandler等注解, 从而可以方便的使用Java接受RabbitMQ发送的消息.

@RabbitListener可以标注在类上面, 配合@RabbitHandler注解一起使用. 一个类中可以有多个@RabbitHandler注解的方法, 收到消息后根据消息的类型调用相应的方法.

AMQP

AMQP 0-9-1 (Advanced Message Queuing Protocol) 是一个中间件消息协议. RabbitMQ使用这一协议. 关于这一协议的内容, 可以参考官网文档AMQP 0-9-1 Model Explained.

这篇文档除了介绍AMQP协议以外, 也解释了RabbitMQ中的很多基本概念. 包括交换机类型, 队列特点, 消息应答机制等, 因此在学习更多RabbitMQ高级特性之前, 都可以考虑先阅读此文档.

参考资料

最后更新: 2024年06月19日 21:14

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