(一)RabbitMQ概念-优势、劣势、应用场景 、AMQP、工作原理

Lison <[e-mail]>, v1.0.0, 2023.06.22

RabbitMQ概念-优势、劣势、应用场景 、AMQP、工作原理

RabbitMQ概念

RabbitMQ，俗称“兔子MQ”（可见其轻巧，敏捷），是目前非常热门的一款开源消息中间件，不管是互联网行业还是传统行业都广泛使用（最早是为了解决电信行业系统之间的可靠通信而设计）。

1. 高可靠性、易扩展、高可用、功能丰富等
2. 支持大多数（甚至冷门）的编程语言客户端。
3. RabbitMQ遵循AMQP协议，自身采用Erlang（一种由爱立信开发的通用面向并发编程的语言）编写。
4. RabbitMQ也支持MQTT等其他协议。

RabbitMQ具有很强大的插件扩展能力，官方和社区提供了非常丰富的插件可供选择：

Community Plugins — RabbitMQ

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、 同步通信相当于两个人当面对话，你一言我一语。必须及时回复，例如：系统一直接和系统二通讯

2、异步通信相当于通过第三方转述对话，可能有消息的延迟，但不需要二人时刻保持联系

例如：系统一 中转至 消息队列 再中转给系统二

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

队列

数据结构中概念。在队列中，数据先进先出，后进后出。

RabbitMQ的优势

• 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。

  

• 异步提速

  如果订单系统同步访问每个系统，则用户下单等待时长如下：

  如果引入MQ,则用户等待时间如下：

• 消峰填谷

  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”。

  

RabbitMQ劣势

1. 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。
2. 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。
3. 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

RabbitMQ应用的场景

抢红包、秒杀活动、抢火车票等

这些业务场景都是短时间内需要处理大量请求，如果直接连接系统处理业务，会耗费大量资源，有可能造成系统瘫痪。

而使用MQ后，可以先让用户将请求发送到MQ中，MQ会先保存请求消息，不会占用系统资源，且MQ会进行消息排序，先请求的秒杀成功，后请求的秒杀失败。

消息分发

如电商网站要推送促销信息，该业务耗费时间较多，但对时效性要求不高，可以使用MQ做消息分发。

数据同步

假如我们需要将数据保存到数据库之外，还需要一段时间将数据同步到缓存（如Redis）、搜索引擎（如Elasticsearch）中。此时可以将数据库的数据作为消息发送到MQ中，并同步到缓存、 搜索引擎中。

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

在银行系统中，如果要查询近十年的历史账单，这是非常耗时的操作。如果发送同步请求，则会花费大量时间等待响应。此时使 用MQ发送异步请求，等到查询出结果后获取结果即可。

RabbitMQ_AMQP

AMQP是为消息中间件设计的网络协议。RabbitMQ是由Erlang语言编写的基于AMQP的MQ产品

AMQP

即Advanced Message Queuing Protocol(高级消息队列协议)，是 一个网络协议，专门为消息中间件设计。基于此协议的客户端与消息中间件可传递消息，并不受不同中间件产品，不同开发语言等条件的限制。2006年AMQP规范发布，类比HTTP。

AMQP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。

RabbitMQ工作原理

1、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。

2、Connection:

连接。生产者/消费者和RabbitMQ服务器之间建立的TCP连接。

3、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。

4、Broker :

消息队列服务器实体。即RabbitMQ服务器

5、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 /

6、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。

7、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。

8、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。

9、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。