RabbitMQ基础

一、消息队列

1.1.什么是消息队列？

消息队列（Message Queue）是一种应用间的通信方式。
消息的生产者可以只关心把消息发到消息队列，由消息系统来确保消息的可靠传递，也不用管关心消息会被谁消费掉。消息的消费者只需要关心从MQ中拿消息进行消费，不用管消息是谁发的。也就是生产者和消费者都无需知道对方的存在。

1.2.为何使用消息队列？

以游戏为例，当某个活动结束的时候产生了第一名玩家，这时候可能的业务逻辑包括：活动信息记录、奖励发放、通知推送…； 在业务初期可能可以放在同一个后端服务中执行，但是随着业务量的增长，可能就需要将各种操作拆分出来。主要的后端程序只需要将这个结果通知出去，后续的一系列操作由其他服务负责处理。这样就实现了业务的解耦，除此之外，MQ常见的场景还包括流量的削峰填谷、分布式事务的最终一致性等。

1.3.常见的消息队列

当前主流常见的MQ包括：

• RabbitMQ：是使用一种比较小众的编程语言：Erlang 语言编写的，它最早是为电信行业系统之间的可靠通信设计的，也是少数几个支持 AMQP 协议的消息队列之一；
• RocketMQ：RocketMQ 是阿里巴巴在 2012 年开源的消息队列产品，使用JAVA编写，后来捐赠给 Apache 软件基金会，2017 正式毕业，成为 Apache 的顶级项目；
• Kafka：Kafka 最早是由 LinkedIn 开发（ 使用 Scala 和 Java 语言），目前也是 Apache 的顶级项目。Kafka 最初的设计目的是用于处理海量的日志。
  其他MQ：
• ActiveMQ：最老牌的消息队列；
• ZeroMQ：严格来说 ZeroMQ 并不能称为一个消息队列，而是一个基于消息队列的多线程网络库，如果需求是将消息队列的功能集成到你的系统进程中，可以考虑使用；
• Pulsar：Pulsar 是一个新兴的开源消息队列产品， 采用存储和计算分离的设计，最早是由 Yahoo 开发，目前处于成长期，流行度和成熟度相对没有那么高。

二、RabbitMQ

2.1.RabbitMQ基础概念

前文提到，RabbitMQ支持 AMQP协议，因此，其内部实现大部分也是基于该协议相关的概念：
AMQP ：Advanced Message Queue，高级消息队列协议。它是应用层协议的一个开放标准，为面向消息的中间件设计，基于此协议的客户端与消息中间件可传递消息，并不受产品、开发语言等条件的限制。

• Publisher：消息的生产者；
• Exchange：交换器，用来接收生产者发送的消息并将这些消息路由给服务器中的队列（Queue）。
• Binding：绑定，用于消息队列和交换器之间的关联。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。
• Queue：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。一个消息可投入一个或多个队列。消息一直在队列里面，等待消费者连接到这个队列将其取走。
• Connection：网络连接，比如一个TCP连接。
• Channel：信道，多路复用连接中的一条独立的双向数据流通道。信道是建立在真实的TCP连接内地虚拟连接，AMQP 命令都是通过信道发出去的，不管是发布消息、订阅队列还是接收消息，这些动作都是通过信道完成。因为对于操作系统来说建立和销毁 TCP 都是非常昂贵的开销，所以引入了信道的概念，以复用一条 TCP 连接。
• Consumer：消息的消费者。
• Virtual Host：虚拟主机，表示一批交换器、消息队列和相关对象。虚拟主机是共享相同的身份认证和加密环境的独立服务器域。每个 vhost 本质上就是一个 mini 版的 RabbitMQ 服务器，拥有自己的队列、交换器、绑定和权限机制。vhost 是 AMQP 概念的基础，必须在连接时指定，RabbitMQ 默认的 vhost 是 / 。
• Broker：表示消息队列服务器实体。一个MQ就可以称为一个Broker。

RabbitMQ 生产和过程：

1. 生产者连接到消息队列服务器，打开一个 channel。
2. 生产者声明一个 exchange，并设置相关属性。
3. 生产者声明一个 queue，并设置相关属性。
4. 生产者使用 routing key，在 exchange 和 queue 之间建立好绑定关系。
5. 生产者投递消息到 exchange，消息进入queue。
6. 消费者从指定的 queue 中消费信息。

2.2.RabbitMQ部署

docker hub rabbitmq

端口：

• 5672：客户端连接MQ使用
• 15672：Admin UI

docker启动：

docker run -d --name rabbitmq -p 5672:5672 -p 15672:15672 rabbitmq:3.7.2-management

管理界面http://127.0.0.1:15672/#/，默认账号密码都是guest，可以通过如下配置更换

default_user = xxxx
default_pass = xxxx

如果要在k8s部署高可用RabbitMQ集群，用Statefulset部署。

2.3.生产者和消费者测试

生产者

import pika
import sys

connection = pika.BlockingConnection(
    pika.ConnectionParameters(host='localhost'))
channel = connection.channel()

channel.queue_declare(queue='task_queue', durable=True)

message = ' '.join(sys.argv[1:]) or "Hello World!"
channel.basic_publish(
    exchange='',
    routing_key='task_queue',
    body=message,
    properties=pika.BasicProperties(
        delivery_mode=pika.spec.PERSISTENT_DELIVERY_MODE
    ))
print(" [x] Sent %r" % message)
connection.close()

消费者

import pika
import time

connection = pika.BlockingConnection(
    pika.ConnectionParameters(host='localhost'))
channel = connection.channel()

channel.queue_declare(queue='task_queue', durable=True)
print(' [*] Waiting for messages. To exit press CTRL+C')


def callback(ch, method, properties, body):
    print(" [x] Received %r" % body.decode())
    time.sleep(body.count(b'.'))
    print(" [x] Done")
    ch.basic_ack(delivery_tag=method.delivery_tag)


channel.basic_qos(prefetch_count=1)
channel.basic_consume(queue='task_queue', on_message_callback=callback)

channel.start_consuming()

python3 sender.py
[x] Sent 'Hello World!'

python3 sender.py
[x] Sent 'Hello World!'


python3 receiver.py                                     
 [*] Waiting for messages. To exit press CTRL+C
 [x] Received 'Hello World!'
 [x] Done
 [x] Received 'Hello World!'
 [x] Done

2.4.查看消息日志

由于记录消息的发送情况会降低性能，默认关闭日志追踪，如果要看日志的话，首先需要开启trace插件

rabbitmq-plugins enable rabbitmq_tracing

# 开启trace
rabbitmqctl trace_on

# 关闭trace
rabbitmqctl trace_off

然后需要到Admin界面，新建一个trace进行追踪，Pettern选择#表示匹配所有日志