九：day01_ 消息队列01

第一章 RabbitMQ 概念

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1.1.1 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。

1.1.2 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。

1.1.3 队列

数据结构中概念。在队列中，数据先进先出，后进后出。

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1.2 节 MQ优势

1.2.1 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。

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1.2.2 异步提速

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1.2.3 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”。

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1.3 节 MQ劣势

• 系统可用性降低

  系统引入的外部依赖越多，系统稳定性越差。一旦MQ宕机，就会对业务造成影响。

• 系统复杂度提高

  MQ的加入大大增加了系统的复杂度，以前系统间是同步的远程调用，现在是通过MQ进行异步调用。

• 一致性问题

  A系统处理完业务，通过MQ给B、C、D三个系统发消息数据，如果B系统、C系统处理成功，D系统处理失败，则会造成数据处理的不一致。

第二章 RabbitMQ工作原理

RabbitMQ是由Erlang语言编写的基于AMQP的MQ产品。

2.1 节 RabbitMQ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。

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2.2 节 RabbitMQ 工作原理

• 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。

• Connection

  连接。生产者/消费者和RabbitMQ服务器之间建立的TCP连接。

• 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。

• Broker

  消息队列服务器实体。即RabbitMQ服务器

• 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 /

• 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。

• 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。

• 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。

• 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。

第三章 RabbitMQ工作模式

?RabbitMQ共有六种工作模式：简单模式（Simple）、工作队列模式（Work Queue）、发布订阅模式（Publish/Subscribe）、路由模式（Routing）、通配符模式（Topics）、远程调用模式（RPC， 不常用)。

JMS：

由于MQ产品很多，操作方式各有不同，于是JAVA提供了一套规则 ——JMS，用于操作消息中间件。JMS即Java消息服务 （JavaMessage Service）应用程序接口，是一个Java平台中关于面向消息中间件的API。JMS是JavaEE规范中的一种，类比JDBC。很多MQ产品都实现了JMS规范，例如ActiveMQ。RabbitMQ官方并没有实现JMS规范，但是开源社区有JMS的实现包。

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4.1 节 简单模式

4.1.1 简单模式介绍

特点：

1. 一个生产者对应一个消费者，通过队列进行消息传递。

2. 该模式使用direct交换机，direct交换机是RabbitMQ默认交换机。

4.2 节 工作队列模式

4.2.1 工作队列模式概念

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与简单模式相比，工作队列模式(Work Queue)多了一些消费者，该模式也使用direct交换机，应用于处理消息较多的情况。特点如下：

1. 一个队列对应多个消费者。

2. 一条消息只会被一个消费者消费。

3. 消息队列默认采用轮询的方式将消息平均发送给消费者

4.3 节 发布订阅模式（广播模式）

4.3.1 发布订阅模式概念

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在开发过程中，有一些消息需要不同消费者进行不同的处理，如电商网站的同一条促销信息需要短信发送、邮件发送、站内信发送等。此时可以使用发布订阅模式(Publish/Subscribe)

特点：

1. 生产者将消息发送给交换机，交换机将消息转发到绑定此交换机的每个队列中。

2. 工作队列模式的交换机只能将消息发送给一个队列，发布订阅模式的交换机能将消息发送给多个队列。

3. 发布订阅模式使用fanout交换机。

4.4 节 路由模式

4.4.1 路由模式概念

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特点：

1. 每个队列绑定路由关键字RoutingKey

2. 生产者将带有RoutingKey的消息发送给交换机，交换机根据RoutingKey转发到指定队列。路由模式使用direct交换机。

4.5 节 通配符模式

4.5.1 通配符模式概念

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通配符模式(Topic)是在路由模式的基础上，给队列绑定带通配符的路由关键字，只要消息的RoutingKey能实现通配符匹配，就会将消息转发到该队列。通配符模式比路由模式更灵活，使用topic交换机。

通配符规则：

1. 消息设置RoutingKey时，RoutingKey由多个单词构成，中间以 . 分割。

2. 队列设置RoutingKey时， # 可以匹配任意多个单词， * 可以匹配任意一个单词。

第六章 总结

【1】说一下什么是MQ

答：MQ是消息队列容器，常见的MQ技术有RabbitMQ,RocketMQ。解决微服务异步通信问题，场景如下：

• 抢票、秒杀类场景：目的只有一个将并行场景转为串行场景来缓解并发压力。

• 消息分发 ：促销活动，需要将商品短链发送各个平台，需要时效不高，但数据量大，可以交给消息队列处理。

• 数据同步：redis、es与mysql数据同步

• 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。

• 离线处理：比如查询10年历史账单可以用MQ离线处理。

【2】说一下MQ的优势与劣势

答：优势：

1. 异步提速 订单系统

2. 应用解耦 订单系统

3. 削峰填谷

劣势：

1. 系统复杂度提高

2. 编码难度提高

3. 一致性和可用性降低

【3】RabbitMQ的工作原理

答：首先消息生产端通过TCP三次握手与MQ服务器创建连接，由于连接耗时，链接一般不会释放，会在连接内部创建虚拟连接既信道，通过信道将消息发送给交换机，然后交换机根据routingKey路由到指定队列。消费者与队列建立连接，建立信道，然后监听指定队列，如有消息就消费消息。RabbitMQ服务器考虑到多租户和安全问题，服务内部可以设置多个虚拟主机，每个主机内部由上面的交换机，routingKey,队列组成。

【4】说一下RabbitMQ的交换机类型

答:交换机类型有：

1. direct

2. fanout

3. topic

4. headers(几乎不用)

简单类型、工作队列类型都是通过默认的定向交换机处理的。广播类型是由fanout交换机处理的，路由类型是由自定义的direct交换机处理的，通配符类型是由topic交换机处理的。

【5】RabbitMQ的工作模式有哪些？

答:

1. 简单模式 1对1发送消息与接收

2. 工作队列模式 1对多 发送消息，多端轮询接收消息

3. 广播模式，1对多发送消息，多端共同消费消息

4. 路由模式，1对多发送消息，按照路由名字转发指定队列并消费

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