RabbitMQ介绍以及基本使用

文章目录

一、什么是消息队列？

二、消息队列的作用（优点）

1、解耦

2、流量削峰

3、异步

4、顺序性

三、RabbitMQ基本结构

四、RabbitMQ队列模式

1、简单队列模式

2、工作队列模式

3、发布/订阅模式

4、路由模式

5、主题模式

6、RPC模式

7、发布者确认模式

五、RabbitMQ相关属性描述

总结

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。