系统学习消息队列——RabbitMQ的基础概念

1.什么是MQ

2.为什么要使用MQ

3.MQ的分类和选择

4.RabbitMQ的基础概念

5.RabbitMQ的安装

1.什么是MQ
MQ(message queue)，全名为消息队列，接下来我们从数据结构、操作系统和日常开发的角度来解释一下这个概念。
从数据结构的角度上来看：
MQ是一个队列，拥有先进先出特性的一种数据结构。

从操作系统的角度上来看：
操作系统上有一个概念，叫做管道通信。所谓管道，就是连接一个读线程和一个写线程，以实现它们之间的通信的一个共享文件。有了管道，就意味着两个线程可以一边写，一边读，既不用担心读写控制的问题，也可以避免写进程繁忙/读进程空闲或者写进程空闲/读进程繁忙造成的阻塞，使两个进程有一个很好的解耦。

从日常开发的角度上来看：
我们在日常开发的时候，经常会需要有排队、异步、限流等操作，有了mq以后，消息只需要发送给mq，不用依赖其它服务。

2.为什么要使用MQ
我们使用mq一般有三个目的：削峰填谷，应用解耦，异步处理，我们来挨个解释一下这三个概念。

2.1）削峰填谷
假设现在有一个电商系统，一秒钟能处理一万个请求，在正常的时间段，系统的消费能力完全可以消化。但是在秒杀/活动/热品的高峰时期，如果一瞬间有两万个请求，那么这个时候操作系统是处理不了的，现在有了MQ，我们就可以把所有的消息放在MQ里，然后让系统能消费的速度进行处理，就达到了流量的一个削峰。

在服务器使用高峰后，往往会有一段低谷，就把消费不过来的那一部分订单丢到系统使用低谷时期进行处理，这就是削峰填谷。

2.2）应用解耦
我们假设还是一个电商系统，其中会有支付，订单，库存，物流等系统，当用户下单时，上游系统挨个调用下游系统，但是任何一个子系统出现了故障，下单都会失败，用户体验不佳。当系统调用方式变为消息队列的时候，我们只需要把消息发送给其它系统，就算其它系统出了故障，也可以保证自己的系统成功，在故障恢复之后，因为消息还可以保存在mq当中，可以继续消费，中间用户感知不到某些系统的异常，提升系统可用性。

2.3）异步处理
比如我们现在有一个注册功能，有输入邀请码和不输入邀请码两个选项，如果输入邀请码，邀请者会获得奖励。此时，我们就可以让消息队列来进行完成，把奖励的逻辑放在队列的消费者里面，消息生产者只需要完成注册逻辑，再发送一条消息给队列，就可以大大减少逻辑的处理时间，无需阻塞。

3.MQ的分类和选择

3.1）ActiveMQ

优点：单机吞吐量万级，时效性 ms 级，可用性高，基于主从架构实现高可用性，消息可靠性较
低的概率丢失数据

缺点:官方社区现在对 ActiveMQ 5.x 维护越来越少，高吞吐量场景较少使用。

3.2）Kafka

优点: 性能卓越，单机写入 TPS 约在百万条/秒，最大的优点，就是吞吐量高。时效性 ms 级可用性非常高，kafka 是分布式的，一个数据多个副本，少数机器宕机，不会丢失数据，不会导致不可用,消费者采用 Pull 方式获取消息, 消息有序, 通过控制能够保证所有消息被消费且仅被消费一次;有优秀的第三方KafkaWeb 管理界面 Kafka-Manager；在日志领域比较成熟，被多家公司和多个开源项目使用；功能支持： 功能较为简单，主要支持简单的 MQ 功能，在大数据领域的实时计算以及日志采集被大规模使用

缺点：Kafka 单机超过 64 个队列/分区，Load 会发生明显的飙高现象，队列越多，load 越高，发送消息响应时间变长，使用短轮询方式，实时性取决于轮询间隔时间，消费失败不支持重试；支持消息顺序，但是一台代理宕机后，就会产生消息乱序，社区更新较慢；

3.3）RocketMQ

优点:单机吞吐量十万级,可用性非常高，分布式架构,消息可以做到 0 丢失,MQ 功能较为完善，还是分布式的，扩展性好,支持 10 亿级别的消息堆积，不会因为堆积导致性能下降,源码是 java 我们可以自己阅读源码，定制自己公司的 MQ

缺点：支持的客户端语言不多，目前是 java 及 c++，其中 c++不成熟；社区活跃度一般,没有在MQ核心中去实现 JMS 等接口,有些系统要迁移需要修改大量代码

3.4）RabbitMQ

优点:由于 erlang 语言的高并发特性，性能较好；吞吐量到万级，MQ 功能比较完备,健壮、稳定、易用、跨平台、支持多种语言 如：Python、Ruby、.NET、Java、JMS、C、PHP、ActionScript、XMPP、STOMP等，支持 AJAX 文档齐全；开源提供的管理界面非常棒，用起来很好用,社区活跃度高；更新频率相当高

缺点：商业版需要收费,学习成本较高

我们采用最近比较火的RabbitMq作为切入点进行学习。

4.RabbitMQ的基础概念
RabbitMQ作为一款消息队列，拥有四大核心概念，我们做一个初步的讲解，后续会在实战中不断应用。

4.1）生产者
生产数据，往队列里面发信息的是生产者。

4.2)交换机
交换机在Rabbitmq中的作用是一个中转站的作用，一方面接受来自生产者的消息，一方面将消息推到队列中。交换机的任务非常重要，要把消息转发到哪几个队列中，什么时候推，都由交换机决定。

4.3)队列
队列是Rabbitmq的主体部分，主要用于存储消息，是一个消息的缓冲区。许多生产者可以发送消息到一个队列，一个队列也可以被多个消费者消费，使用相当自由。

4.4)消费者
从队列里面取消息进行消费的是消费者。

架构图：

Broker：用于接收和发送消息，是mq的核心

Connection：是生产者/消费者与rabbitMq之间的tcp链接。

Exchange:message发送到队列的第一个节点，有不同的分发规则。常用的类型有：direct (point-to-point), topic (publish-subscribe) and fanout(multicast)

Binding：exchange 和 queue 之间的虚拟连接，binding 中可以包含 routing key，Binding 信息被保存到 exchange 中的查询表中，用于 message 的分发依据

Queue:消息保存的地方，消息发送到这里准备让customer消费

Channel：服务器和客户端之间的连接，如果在大量生产者和消费者存在的时候，Connection的开销是巨大的。通常是由一个线程处理多个客户端的连接，Channel 作为轻量级的Connection 极大减少了操作系统建立 TCP connection 的开销 。

5.RabbitMQ的安装

安装可以参考：https://blog.csdn.net/tirster...