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一、什么是消息队列？
消息队列是一种用于在分布式系统中进行通信的技术。它是一种存储和转发消息的中间件，可以用
于将应用程序之间的通信解耦，从而实现高效的异步通信。消息队列允许发送者将消息发送到队列
中，而接收者则可以从队列中获取消息并进行处理。这种方式可以帮助系统实现高可用性、高性
能、松耦合和可伸缩性。消息队列通常包括生产者（发送消息的应用程序）、消费者（接收消息的
应用程序）和队列（存储消息的缓冲区）。
RabbitMQ：是由erlang语言开发，基于AMQP(高级消息队列协议)协议实现的一种消息队列。市面
上还有很多消息队列，比如Kafka、RocketMQ、Redis等，各有优劣，本文主要介绍RabbitMQ。
官方文档：RabbitMQ Tutorials | RabbitMQ
二、消息队列的作用（优点）
1、解耦
应用程序解耦，通过引入消息队列，不同的应用程序之间可以通过消息队列进行通信，而无需直接
调用对方的接口或方法。这样可以降低系统中各个应用程序之间的耦合度，使得它们可以独立演化
和扩展，而不会因为对方的变化而受到影响。
2、流量削峰
消息队列可以作为一个缓冲区，暂时存储流入的消息，直到系统有足够的资源来处理它们。当系统
出现流量高峰时，消息队列可以暂时存储过多的消息，以平滑处理流量的波动，避免系统被突发的
高负载压垮。
3、异步
发送者在发送消息后可以立即继续执行其他操作，而不需要等待接收者的响应。这样可以提高系统
的并发性和响应速度。也可以帮助提高系统的吞吐量，特别是在面对大量请求或处理复杂计算时。
发送者可以并行地向多个接收者发送消息，而不会因为等待接收者的响应而阻塞。
4、顺序性
虽然并不是所有消息队列都能保证消息的绝对顺序性，但是在许多情况下，消息队列可以保证消息
的相对顺序性。即按照发送顺序进行处理，对某些场景要求顺序执行很适合。
三、RabbitMQ基本结构
名称描述Connection（连接 ）连接是生产者和消费者与RabbitMQ之间的连接。每个生产者和消费者都需要与RabbitMQ建立一个连接，以便发送和接收消息。连接通常是长连接，可以重用以提高性能和效率。Channel（信道）Channel是连接（Connection）内的逻辑通道，用于完成大部分 AMQP 操作，如声明队列、发送和接收消息等。在 RabbitMQ 中引入 Channel（信道）的主要目的是为了提高系统的性能、灵活性和效率。使用 Channel 可以避免频繁地创建和销毁连接，因为一个连接可以包含多个 Channel。这样可以减少连接的开销，节省系统资源，并提高性能。Exchange（交换机）
交换机是消息的接收和分发中心，负责接收生产者发送的消息，并根据指定的路由规则发送到一个或多个队列中。
（Exchange相当于Queue的代理，可以设置不同的写入策略，写入到对应的队列中。对于队列的写入，更加灵活）
交换机的类型有：fanout扇出、topic主题、direct直接
Queue（队列）队列是消息的缓存区，用于存储交换机发送的消息。生产者发送的消息最终会被存储在队列中，等待消费者进行消费。队列可以持久化到磁盘，以确保消息不会在RabbitMQ宕机或重启后丢失。Producer（生产者）生产者是发送消息到RabbitMQ的应用程序。生产者负责创建消息并将其发送到RabbitMQ的消息队列中。Consumer（消费者）消费者是从RabbitMQ队列中接收消息并进行处理的应用程序。消费者可以订阅一个或多个队列，并在消息到达队列时接收并处理它们。消费者负责监听队列中的消息，并将其取出进行处理。
四、RabbitMQ队列模式
基于Exchange交换机，RabbitMQ截至目前有七种队列模式。
1、简单队列模式
一个消息生产者，一个消息消费者，一个队列。也称为点对点模式。
图中P代表生产者，C代表消费者，Queue是队列名称。
我们看到是没有Exchange的，但是RabbitMQ也会有一个默认的交换机。这个默认的交换机通常被
称为"amq.default"或者""（空字符串），是RabbitMQ自动创建的，用于在没有指定交换机的情况
下将消息发送到队列。
//生产者
var factory = new ConnectionFactory { HostName = "localhost"}; //初始化连接信息
using var connection = factory.CreateConnection(); //创建连接
using var channel = connection.CreateModel(); //创建信道
//声明一个队列，并将信道与队列绑定
channel.QueueDeclare(queue: "hello",
durable: false,
exclusive: false,
autoDelete: false,
arguments: null);
//发送消息的内容
string message = $"Hello World!";
var body = Encoding.UTF8.GetBytes(message);
//信道绑定交换机
channel.BasicPublish(exchange: string.Empty,
routingKey: string.Empty,
basicProperties: null,
body: body);
Console.WriteLine($" [x] Sent {message}");
Console.WriteLine(" Press [enter] to exit.");
//消费者
var factory = new ConnectionFactory { HostName = "localhost" };
using var connection = factory.CreateConnection();
using var channel = connection.CreateModel();
channel.QueueDeclare(queue: "hello",
durable: false,
exclusive: false,
autoDelete: false,
arguments: null);
Console.WriteLine(" [*] Waiting for messages.");
var consumer = new EventingBasicConsumer(channel);
consumer.Received += (model, ea) =>
{
var body = ea.Body.ToArray();
var message = Encoding.UTF8.GetString(body);
Console.WriteLine($" [x] Received {message}");
};
channel.BasicConsume(queue: "hello",
autoAck: true,
consumer: consumer);
Console.WriteLine(" Press [enter] to exit.");
此时就会生产者发送一条消息，消费者就会接收一条消息。
2、工作队列模式
工作队列又叫做任务队列，正常会按顺序把消息发送给每一个订阅的消费者，平均而言，每个消费
者将获得相同数量的消息。（不是P发送一条消息，C1和C2都会收到，而是第一条C1消费，第二
条C2消费。每个消息只会被一个消费者接收和处理）。
这样的好处是可以提高吞吐量，因为生产者发送了很多消息，但是消费者只有一个，消费者处理很
慢，就会造成消息积压。
//生产者
var factory = new ConnectionFactory { HostName = "localhost"};
using var connection = factory.CreateConnection();
using var channel = connection.CreateModel();
channel.QueueDeclare(queue: "task_queue",
durable: true,
exclusive: false,
autoDelete: false,
arguments: null);
var message = $"work queue";
var body = Encoding.UTF8.GetBytes(message);
channel.BasicPublish(exchange: string.Empty,
routingKey: string.Empty,
basicProperties: null,
body: body);
Console.WriteLine($" [x] Sent {message}");
Console.WriteLine(" Press [enter] to exit.");
//消费者
var factory = new ConnectionFactory { HostName = "localhost" };
using var connection = factory.CreateConnection();
using var channel = connection.CreateModel();
channel.QueueDeclare(queue: "task_queue",
durable: true,
exclusive: false,
autoDelete: false,
arguments: null);
Console.WriteLine(" [*] Waiting for messages.");
var consumer = new EventingBasicConsumer(channel);
consumer.Received += (model, ea) =>
{
byte[] body = ea.Body.ToArray();
var message = Encoding.UTF8.GetString(body);
Console.WriteLine($" [x] Received {message}");
channel.BasicAck(deliveryTag: ea.DeliveryTag, multiple: false);
};
channel.BasicConsume(queue: "task_queue",
autoAck: false,
consumer: consumer);
Console.WriteLine(" Press [enter] to exit.");
工作队列与简单队列一致，会有一个默认的交换机。
3、发布/订阅模式
发布/订阅模式是一种消息传递模式，它允许发送者（发布者）将消息发布到多个接收者（订阅
者）。消息传递模型的核心思想是生产者从不直接向队列发送任何消息。实际上，生产者通常根本
不知道消息是否会被传递到任何队列。
所以消息传递模式，发布者不需要指定队列。
发布/订阅模式交换机类型为Fanout。
//发布者
var factory = new ConnectionFactory { HostName = "localhost"};
using var connection = factory.CreateConnection();
using var channel = connection.CreateModel();
//声明一个交换机，叫做logs，并且交换机的类型是Fanout
channel.ExchangeDeclare(exchange: "logs", type: ExchangeType.Fanout);
var message = "publish_subscribe";
var body = Encoding.UTF8.GetBytes(message);
channel.BasicPublish(exchange: "logs",
routingKey: string.Empty,
basicProperties: null,
body: body);
Console.WriteLine($" [x] Sent {message}");
Console.WriteLine(" Press [enter] to exit.");
//接收者
var factory = new ConnectionFactory { HostName = "localhost"};
using var connection = factory.CreateConnection();
using var channel = connection.CreateModel();
channel.ExchangeDeclare(exchange: "logs", type: ExchangeType.Fanout);
//创建一个具有生成名称的非持久、独占、自动删除队列
var queueName = channel.QueueDeclare().QueueName;
channel.QueueBind(queue: queueName,
exchange: "logs",
routingKey: string.Empty);
Console.WriteLine(" [*] Waiting for logs.");
var consumer = new EventingBasicConsumer(channel);
consumer.Received += (model, ea) =>
{
byte[] body = ea.Body.ToArray();
var message = Encoding.UTF8.GetString(body);
Console.WriteLine($" [x] {message}");
};
channel.BasicConsume(queue: queueName,
autoAck: false,
consumer: consumer);
Console.WriteLine(" Press [enter] to exit.");
注：如果发布者已经发布消息到交换机，但还没有队列绑定到交换机，消息将会丢失。
4、路由模式
路由模式也是一种消息传递模式，是基于消息的路由键（routing key）来将消息从交换机
（exchange）发送到一个或多个队列中。相比较于发布/订阅模式，路由模式多了一个routing key
的概念。
路由模式交换机类型为Direct。
//生产者
var factory = new ConnectionFactory { HostName = "localhost"};
using var connection = factory.CreateConnection();
using var channel = connection.CreateModel();
//定义交换机名称以及类型为Direct
channel.ExchangeDeclare(exchange: "direct_logs", type: ExchangeType.Direct);
//定义路由键
string routingKey = "direct_test";
//发送消息体
string message = "direct_message";
var body = Encoding.UTF8.GetBytes(message);
channel.BasicPublish(exchange: "direct_logs",
routingKey: routingKey,
basicProperties: null,
body: body);
Console.WriteLine($" [x] Sent '{routingKey}':'{message}'");
Console.WriteLine(" Press [enter] to exit.");
//消费者
var factory = new ConnectionFactory { HostName = "localhost" };
using var connection = factory.CreateConnection();
using var channel = connection.CreateModel();
channel.ExchangeDeclare(exchange: "direct_logs", type: ExchangeType.Direct);
//创建一个具有生成名称的非持久、独占、自动删除队列
var queueName = channel.QueueDeclare().QueueName;
//路由键集合
var routeKeyArr = new string[] { "direct_test", "direct_test2" };
foreach (var routeKey in routeKeyArr)
{
channel.QueueBind(queue: queueName,
exchange: "direct_logs",
routingKey: routeKey);
}
Console.WriteLine(" [*] Waiting for messages.");
var consumer = new EventingBasicConsumer(channel);
consumer.Received += (model, ea) =>
{
var body = ea.Body.ToArray();
var message = Encoding.UTF8.GetString(body);
var routingKey = ea.RoutingKey;
Console.WriteLine($" [x] Received '{routingKey}':'{message}'");
};
channel.BasicConsume(queue: queueName,
autoAck: true,
consumer: consumer);
Console.WriteLine(" Press [enter] to exit.");
路由模式，消费者可以监听多个路由键。
5、主题模式
基于路由模式，仍然有局限性——它不能基于多个标准进行路由。也就是一个消费者只能接收完全
与routing key相匹配的交换机。主题模式主要解决路由模式的不足，可以模糊匹配routing key。
路由模式交换机类型为Topic。
在生产者方面，基于 **. **作为分隔符，用于routing key。比如“
stock.usd.nyse
”、“
nyse.vmw
”、
“
quick.orange.rabbit
”。可以是任何单词，但最多只有255 个字节。
在消费者方面，绑定routing key有两种重要的情况：
（1）*(星号)：匹配一个单词。
具体语法：
var routeing_key = "info.debug.error";
//匹配 info
"info.*.*"
//匹配debug
"*.debug.*"
//匹配error
"*.*.error"
（2）#(散列)：匹配零个或多个单词。
具体语法：
var routeing_key = "info.debug.error";
//匹配 info
"info.#"
//匹配debug
"#.debug.#"
//匹配error
"*.*.error"
6、RPC模式
RPC模式又叫"请求/回复模式"。
RPC（Remote Procedure Call，远程过程调用）是一种用于在分布式系统中进行通信的技术。它
允许一个进程（或线程）调用另一个进程（或线程）的过程（函数或方法），就像调用本地函数一
样，而不需要开发者显式处理底层通信细节。
（就是生产者发送一条消息，消费者端执行某个方法，获取值的同时，并返回到生产者。）
//生产者
var factory = new ConnectionFactory { HostName = "localhost"};
using var connection = factory.CreateConnection();
using var channel = connection.CreateModel();
//定义接收返回结果的队列
var replyQueueName = channel.QueueDeclare().QueueName;
var consumer = new EventingBasicConsumer(channel);
consumer.Received += (model, ea) =>
{
var body = ea.Body.ToArray();
var response = Encoding.UTF8.GetString(body);
Console.WriteLine(" [.] Got '{0}'", response);
};
//发送消息
var correlationId = Guid.NewGuid().ToString(); //消息唯一性
var props = channel.CreateBasicProperties();
props.CorrelationId = correlationId;
props.ReplyTo = replyQueueName; //回调队列名称
string message = "30";
var messageBytes = Encoding.UTF8.GetBytes(message);
channel.BasicPublish(
exchange: "",
routingKey: "rpc_queue",
basicProperties: props,
body: messageBytes);
channel.BasicConsume(
consumer: consumer,
queue: replyQueueName,
autoAck: true);
//消费者
var factory = new ConnectionFactory { HostName = "localhost" };
using var connection = factory.CreateConnection();
using var channel = connection.CreateModel();
channel.QueueDeclare(queue: "rpc_queue",
durable: false,
exclusive: false,
autoDelete: false,
arguments: null);
channel.BasicQos(prefetchSize: 0, prefetchCount: 1, global: false);
var consumer = new EventingBasicConsumer(channel);
channel.BasicConsume(queue: "rpc_queue",
autoAck: false,
consumer: consumer);
Console.WriteLine(" [x] Awaiting RPC requests");
consumer.Received += (model, ea) =>
{
string response = string.Empty;
var body = ea.Body.ToArray();
var props = ea.BasicProperties;
var replyProps = channel.CreateBasicProperties();
replyProps.CorrelationId = props.CorrelationId;
try
{
var message = Encoding.UTF8.GetString(body);
int n = int.Parse(message);
Console.WriteLine($" [.] Fib({message})");
response = FibHelper.Fib(n).ToString();
}
catch (Exception e)
{
Console.WriteLine($" [.] {e.Message}");
response = string.Empty;
}
finally
{
//回调到生产者队列
var responseBytes = Encoding.UTF8.GetBytes(response);
channel.BasicPublish(exchange: string.Empty,
routingKey: props.ReplyTo,
basicProperties: replyProps,
body: responseBytes);
channel.BasicAck(deliveryTag: ea.DeliveryTag, multiple: false);
}
};
//执行函数，并返回结果
public class FibHelper
{
public static int Fib(int n)
{
if (n == 0 || n == 1)
return n;
return Fib(n - 1) + Fib(n - 2);
}
}
RPC模式不是消息传递模式，消息只会被一个消费者消费。
7、发布者确认模式
发布者确认模式（Publisher Confirmation）是 RabbitMQ 提供的一种机制，用于确保消息被成功
发送到交换机（exchange）并被接收到，以及确保消息被正确地路由到队列中。在传统的消息发
布过程中，发布者发送消息到交换机后，并不知道消息是否已经被正确地处理。为了解决这个问
题，RabbitMQ 提供了发布者确认模式，允许发布者确认消息是否已经被成功接收到。
//生产者
var factory = new ConnectionFactory() { HostName = "localhost" };
using (var connection = factory.CreateConnection())
using (var channel = connection.CreateModel())
{
// 设置信道为确认模式
channel.ConfirmSelect();
// 声明一个队列
channel.QueueDeclare(queue: "hello",
durable: false,
exclusive: false,
autoDelete: false,
arguments: null);
// 消息内容
string message = "Hello World!";
var body = Encoding.UTF8.GetBytes(message);
try
{
// 发送消息
channel.BasicPublish(exchange: "",
routingKey: "",
basicProperties: null,
body: body);
// 等待消息确认
if (channel.WaitForConfirms())
{
Console.WriteLine(" [x] Sent {0}", message);
}
else
{
Console.WriteLine(" [x] Failed to send {0}", message);
}
}
catch (Exception ex)
{
Console.WriteLine($"An error occurred: {ex.Message}");
}
}
Console.WriteLine(" Press [enter] to exit.");
Console.ReadLine();
//消费者
var factory = new ConnectionFactory() { HostName = "localhost" };
using (var connection = factory.CreateConnection())
using (var channel = connection.CreateModel())
{
// 声明一个队列
channel.QueueDeclare(queue: "hello",
durable: false,
exclusive: false,
autoDelete: false,
arguments: null);
// 创建消费者
var consumer = new EventingBasicConsumer(channel);
// 消费消息
consumer.Received += (model, ea) =>
{
var body = ea.Body;
var message = Encoding.UTF8.GetString(body);
Console.WriteLine(" [x] Received {0}", message);
};
// 消费者开始接收消息
channel.BasicConsume(queue: "hello",
autoAck: true,
consumer: consumer);
Console.WriteLine(" Press [enter] to exit.");
Console.ReadLine();
}
五、RabbitMQ相关属性描述
上述代码中，有很多属性的设置，下面解释一下。
名称值描述durable布尔队列是否持久化。如果将队列声明为持久化，那么当 RabbitMQ 服务器重启时，队列将被重新声明。持久化队列中的消息会被存储在磁盘上，因此即使在服务器重启后，消息也不会丢失。exclusive布尔是否为排他队列。当队列被声明为排他时，只有声明该队列的连接（connection）才能使用它。一旦连接关闭，排他队列就会被删除。这种队列通常是用于临时任务，只允许声明它的连接使用，不会被其他连接访问。autoDelete布尔队列是否自动删除。如果将队列声明为自动删除，则在最后一个连接订阅它的消费者取消订阅后，队列将被自动删除。这种属性通常与临时队列一起使用，以确保在不再需要队列时它会被清理。
arguments
类用于设置队列或交换机的额外参数的选项。这些参数可以用于定制化队列或交换机的行为，以满足特定的需求。比如，设置队列的最大长度、消息在队列中的最大存活时间。autoAck布尔消息是否自动确认。它是指在消费者从队列中接收到消息后，是否自动确认消息的消费。当设置为
true
时，表示消费者会自动确认收到的消息，此时队列中表示该消息已被消费成功了。当设置为
false
时，表示消费者需要显式地调用确认方法来告知 RabbitMQ 已经成功处理了消息，否则消息将被重新放回队列，等待其他消费者处理。basicProperties类是指在发布消息时可以携带的消息属性。这些属性包含了有关消息的元数据信息，例如消息的优先级、消息的过期时间、消息的类型等等。
总结
RabbitMQ 是一个消息队列，主要作用就是异步、顺序性、削峰等。
七种队列模式，可以根据不同的场景具体使用。
1. 简单队列模式
最简单的消息模式。一个生产者发送消息到一个队列，一个消费者从队列中接收消息并处理。适用
于单个生产者-单个消费者的简单场景。
2. 工作队列模式
多个消费者共同消费消息。消费者从队列中取出消息并处理，消息会平均地分配给消费者。
是基于简单队列模式的缺点，做了提升。适用于负载均衡和任务分发的场景。
3. 发布/订阅模式
生产者将消息发送到交换机，交换机将消息广播到所有与之绑定的队列。多个消费者可以订阅不同
的队列，从而接收消息的副本。适用于消息广播和通知的场景。
4. 路由模式
生产者发送消息到交换机，并使用路由键指定消息的目标队列。交换机根据消息的路由键将消息路
由到与之匹配的队列中。适用于根据消息内容进行精确路由的场景。
5. 主题模式
类似于路由模式，但是路由键可以使用通配符进行匹配。适用于消息的多样化路由和灵活的匹配需
求。
6. RPC模式
客户端（RPC请求者）发送请求消息到队列中，并等待服务器（RPC响应者）返回响应消息。
服务器监听请求队列，处理请求并将响应发送回客户端指定的队列。适用于需要请求-响应式通信
的场景，类似于远程调用。
**7. **发布者确认模式
发布者确认模式是 RabbitMQ 提供的一种机制，用于确保消息在发送到交换机并被路由到队列时的
可靠性。
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