一篇小文带你走进RabbitMQ的世界

云栖号资讯小哥 2020-07-17

消息队列 高可用 高并发 erlang 集群 消息中间件 磁盘 数据存储

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说到消息中间件,大部分人的第一印象可能是Kafka。毕竟Kafka自问世以来,就顶着高并发,大流量的光环。当然了Kafka也不负众望,在大数据处理方面一直独领风骚。

这里想说说另一款同样优秀的消息中间件RabbitMQ。

选RabbitMQ还是Kafka

如果单机数据量没有到十万级以上,我觉得选哪个都OK,如果超过百万甚至到了千万级那么建议选择Kafka。

对了还有重要的一点,RabbitMQ支持事务,而Kafka不支持。所以如果你的业务系统要求支持事务,那么只能选RabbitMQ。这也是很多金融系统选择RabbitMQ作为消息中间件的原因。

RabbitMQ基本概念

先来说一下消息中间件的通用模型,所有的消息中间件的模型基本都是这样。

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而RabbitMQ是基于AMQP协议实现的。模型大概是这个样子,如下图所示

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重点关注中间两个框框,下面依次解读一下。

信道

建立TCP链接是一件很费时的事情,所以很多提供高并发服务的软件都支持TCP链接复用,比如HTTP协议的KeepAlive就是为了复用TCP链接准备的。所以RabbitMQ提出了信道的概念,一个TCP链接里面可以支持多个信道同时通信,以提高通信效率。如下图所示。

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broker

一个启动的RabbitMQ实例,代表一个broker。

虚拟主机

虚拟主机可以理解成命名空间的概念,方便队列管理。

交换器

向RabbitMQ发送消息时,先把消息先发到交换器,再由交换器根据相关路由规则发到特定队列上。目前 RabbitMQ的交换器共四种类型:direct、fanout、topic、headers。

headers交换器: 匹配消息的header而不是路由键,除此之外headers交换器和direct交换器完全一致,但性能差很多,所以目前几乎不用。

direct交换器: 消息中的路由键(routing key)如果和Binding(绑定的概念后面会介绍)中的 binding key 一致, 交换器就将消息发到对应的队列中。direct模式是完全匹配的单播模式,也就是说路由键与队列名完全匹配,如果一个队列绑定到交换机要求路由键为“dog”,则只转发 routing key 标记为“dog”的消息,不会转发“dog.puppy”的消息。如下图所示。

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fanout交换器:每个发送到fanout交换器中的消息,不会去匹配路由键,而是直接把消息投递到所有绑定到fanout交换器上的队列中。类似一个广播站,会向所有收听广播的用户发送消息。对应到实际应用中,它允许你针对一个消息作不同操作,比如用户上传了一张新的图片,系统要同时对这个事件进行不同的操作,比如删除旧的图片缓存、增加积分奖励等等。这样就大大降低了系统之间的耦合度了。
如下图所示。

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topic交换器:topic交换器和direct交换器有相似之处,它通过模式匹配的方式分发消息,将路由键和某个模式进行匹配,此时队列需要绑定到一个模式上。它将路由键和绑定键的字符串切分成单词,这些单词之间用点隔开。它同样也会识别两个通配符:符号#和符号。#匹配0个或多个单词,匹配至少一个单词。如下图所示。

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绑定

将消息队列和交换器进行关联。一个绑定就是基于路由键将交换器和消息队列连接起来的路由规则,所以可以将交换器理解成一个由绑定构成的路由表,如下图所示:

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集群及高可用

因为RabbitMQ是Erlang开发的,所以天生支持分布式。所谓的天生支持的意思就是不用像Kafka那样借助ZK来实现集群。

先来看一下典型的RabbitMQ集群架构图。

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集群分为普通模式和镜像模式。另外RabbitMQ集群分为内存节点和磁盘节点,集群当中必须存在磁盘节点。内存节点就是将数据存储到内存中,读写效率会比较高;而磁盘节点是将数据存储到磁盘上面,可以持久化保存数据。

普通模式:默认的集群模式。所谓的普通模式就是,多台机器上启动多个Rabbitmq实例,每台机器启动一个实例。但是创建的queue,只会放在一个Rabbtimq实例上,每个实例都会同步queue的元数据。消费的时候,如果连接到了另外一个实例,那么那个实例会从queue所在实例上拉取数据过来。如果存放queue的节点挂掉,那么就不能提供服务了。所以这种方式并不是真正的高可用。

镜像模式:创建的queue,无论元数据还是消息都会存在于多个实例上,每次写消息到queue的时候,都会自动把消息同步到多个实例的queue里。任何一个节点挂掉后,其他节点可以继续提供服务。类似于Redis集群的哨兵模式。关于Redis的高可用部署方式,可以看我这篇文章。

元数据:

元数据主要包含四类,分别是

  • 队列元数据:队列名称及属性;
  • 交换器元数据:交换器名称、类型及属性
  • 绑定元数据:记录了如何将消息路由到队列的数据;
  • vhost元数据:为队列、交换器和绑定提供命名空间和安全属性的数据;

运维常用管理命令

启动
/sbin/rabbitmq-server

重启
/sbin/rabbitmqctl reset

停止
/sbin/rabbitmqctl stop

停止应用
/sbin//rabbitmqctl stop_app

查看RabbitMQ状态
/sbin/rabbitmqctl status

查看绑定
/sbin/rabbitmqctl list_bindings

查看交换器
/sbin/rabbitmqctl list_exchanges

查看已声明的队列
/sbin/rabbitmqctl list_queues

stop和stop_app 的区别

这里需要特别注意一下这两个命令的区别:由于 RabbitmMQ是用Erlang写的,Erlang有节点的概念,也就是在一个Erlang节点上,可以运行很多个Erlang应用,stop命令是使得整个Erlang节点停止工作,而stop_app则是使得当前应用停止工作,不会影响其它应用的正常运行。

总结

如果之前一直接触的Java开发的中间件,突然接触RabbitMQ,会有些许不适应。特别是对于RabbitMQ的集群部署及高可用的理解。不过了解之后会发现这只兔子还是很可爱的。毕竟存在就有存在的道理。

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原文发布时间:2020-07-17
本文作者:花括号MC
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