RabbitMQ简介
RabbitMQ是流行的开源消息队列系统,是AMQP(Advanced Message Queuing Protocol高级消息队列协议)的标准实现,用erlang语言开发。RabbitMQ据说具有良好的性能和时效性,同时还能够非常好的支持集群和负载部署,非常适合在较大规模的分布式系统中使用。
消息队列应用场景:
- 任务异步处理,将不需要同步处理的并且耗时长的操作由消息队列通知消息接收方进行异步处理
- 应用程序解耦 ,MQ相当于一个中介,生产方通过MQ与消费方交互,它将应用程序进行解耦合
RabbitMQ的优点:
- 使用简单,功能强大
- 基于AMQP协议
- 社区活跃,文档完善
- 高并发性能好,这主要得益于Erlang语言
- Spring Boot默认已集成RabbitMQ
RabbitMQ是由erlang语言开发,基于AMQP( Advanced Message Queuing Protocol,即高级消息队列协议)实现的消息队列产品。
Rabbit模式大概分为以下三种:单一模式、普通模式、镜像模式
单一模式:最简单的情况,非集群模式,即单实例服务。
普通模式:默认的集群模式。
queue创建之后,如果没有其它policy,则queue就会按照普通模式集群。对于Queue来说,消息实体只存在于其中一个节点,A、B两个节点仅有相同的元数据,即队列结构,但队列的元数据仅保存有一份,即创建该队列的rabbitmq节点(A节点),当A节点宕机,你可以去其B节点查看,./rabbitmqctl list_queues 发现该队列已经丢失,但声明的exchange还存在。
当消息进入A节点的Queue中后,consumer从B节点拉取时,RabbitMQ会临时在A、B间进行消息传输,把A中的消息实体取出并经过B发送给consumer。
所以consumer应尽量连接每一个节点,从中取消息。即对于同一个逻辑队列,要在多个节点建立物理Queue。否则无论consumer连A或B,出口总在A,会产生瓶颈。
该模式存在一个问题就是当A节点故障后,B节点无法取到A节点中还未消费的消息实体。
如果做了消息持久化,那么得等A节点恢复,然后才可被消费;如果没有持久化的话,队列数据就丢失了。
镜像模式:把需要的队列做成镜像队列,存在于多个节点,属于RabbitMQ的HA方案。
该模式解决了上述问题,其实质和普通模式不同之处在于,消息实体会主动在镜像节点间同步,而不是在consumer取数据时临时拉取。
该模式带来的副作用也很明显,除了降低系统性能外,如果镜像队列数量过多,加之大量的消息进入,集群内部的网络带宽将会被这种同步通讯大大消耗掉。
所以在对可靠性要求较高的场合中适用,一个队列想做成镜像队列,需要先设置policy,然后客户端创建队列的时候,rabbitmq集群根据“队列名称”自动设置是普通集群模式或镜像队列。具体如下:
队列通过策略来使能镜像。策略能在任何时刻改变,rabbitmq队列也近可能的将队列随着策略变化而变化;非镜像队列和镜像队列之间是有区别的,前者缺乏额外的镜像基础设施,没有任何slave,因此会运行得更快。
为了使队列称为镜像队列,你将会创建一个策略来匹配队列,设置策略有两个键“ha-mode和 ha-params(可选)”。
了解集群中的基本概念:
RabbitMQ的集群节点包括内存节点、磁盘节点。顾名思义内存节点就是将所有数据放在内存,磁盘节点将数据放在磁盘。不过,如前文所述,如果在投递消息时,打开了消息的持久化,那么即使是内存节点,数据还是安全的放在磁盘。
一个rabbitmq集群中可以共享user,vhost,queue,exchange等,所有的数据和状态都是必须在所有节点上复制的,一个例外是,那些当前只属于创建它的节点的消息队列,尽管它们可见且可被所有节点读取。rabbitmq节点可以动态的加入到集群中,一个节点它可以加入到集群中,也可以从集群环集群会进行一个基本的负载均衡。
集群中有两种节点:
- 内存节点:只保存状态到内存(一个例外的情况是:持久的queue的持久内容将被保存到disk)
- 磁盘节点:保存状态到内存和磁盘。
内存节点虽然不写入磁盘,但是它执行比磁盘节点要好。集群中,只需要一个磁盘节点来保存状态就足够了如果集群中只有内存节点,那么不能停止它们,否则所有的状态,消息等都会丢失。
工作原理
AMQP 协议模型由三部分组成:生产者、消费者和服务端,执行流程如下:
- 生产者是连接到 Server,建立一个连接,开启一个信道。
- 生产者声明交换器和队列,设置相关属性,并通过路由键将交换器和队列进行绑定。
- 消费者也需要进行建立连接,开启信道等操作,便于接收消息。
- 生产者发送消息,发送到服务端中的虚拟主机。
- 虚拟主机中的交换器根据路由键选择路由规则,发送到不同的消息队列中。
- 订阅了消息队列的消费者就可以获取到消息,进行消费。
消费原理
我们先看几个基本概念:
- broker:每个节点运行的服务程序,功能为维护该节点的队列的增删以及转发队列操作请求。
- master queue:每个队列都分为一个主队列和若干个镜像队列。
- mirror queue:镜像队列,作为master queue的备份。在master queue所在节点挂掉之后,系统把mirror queue提升为master queue,负责处理客户端队列操作请求。注意,mirror queue只做镜像,设计目的不是为了承担客户端读写压力。
集群中有两个节点,每个节点上有一个broker,每个broker负责本机上队列的维护,并且borker之间可以互相通信。集群中有两个队列A和B,每个队列都分为master queue和mirror queue(备份)。那么队列上的生产消费怎么实现的呢?
对于消费队列,如下图有两个consumer消费队列A,这两个consumer连在了集群的不同机器上。RabbitMQ集群中的任何一个节点都拥有集群上所有队列的元信息,所以连接到集群中的任何一个节点都可以,主要区别在于有的consumer连在master queue所在节点,有的连在非master queue节点上。
因为mirror queue要和master queue保持一致,故需要同步机制,正因为一致性的限制,导致所有的读写操作都必须都操作在master queue上(想想,为啥读也要从master queue中读?和数据库读写分离是不一样的),然后由master节点同步操作到mirror queue所在的节点。即使consumer连接到了非master queue节点,该consumer的操作也会被路由到master queue所在的节点上,这样才能进行消费。
对于生成队列,原理和消费一样,如果连接到非 master queue 节点,则路由过去。
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