谈一谈RabbitMQ的那些事

面向面试的博客，以问答式Q/A方式呈现。

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Question1：简要介绍一下 RabbitMQ 消息队列？

Answer1：

RabbitMQ 是一个由 Erlang 语言开发的 AMQP (Advanced Message Queuing Protocol，高级消息队列协议 )的开源实现。

AMQP ：Advanced Message Queue Protocol，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。

RabbitMQ 最初起源于金融系统，用于在分布式系统中存储转发消息，在易用性、扩展性、高可用性等方面表现不俗。具体特点包括：

1. 可靠性（Reliability）：RabbitMQ 使用一些机制来保证可靠性，如持久化、传输确认、发布确认。
2. 灵活的路由（Flexible Routing）：在消息进入队列之前，通过 Exchange 来路由消息的。对于典型的路由功能，RabbitMQ 已经提供了一些内置的 Exchange 来实现。针对更复杂的路由功能，可以将多个 Exchange 绑定在一起，也通过插件机制实现自己的 Exchange 。
3. 消息集群（Clustering）：多个 RabbitMQ 服务器可以组成一个集群，形成一个逻辑 Broker 。
4. 高可用（Highly Available Queues）：队列可以在集群中的机器上进行镜像，使得在部分节点出问题的情况下队列仍然可用。
5. 多种协议（Multi-protocol）：RabbitMQ 支持多种消息队列协议，比如 STOMP、MQTT等等。
6. 多语言客户端（Many Clients）：RabbitMQ 几乎支持所有常用语言，比Java、.NET、Ruby 等等。
7. 管理界面（Management UI）:RabbitMQ 提供了一个易用的用户界面，使得用户可以监控和管理消息 Broker 的许多方面。
8. 跟踪机制（Tracing）:如果消息异常，RabbitMQ 提供了消息跟踪机制，使用者可以找出发生了什么。
9. 插件机制（Plugin System）:RabbitMQ 提供了许多插件，来从多方面进行扩展，也可以编写自己的插件。

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Question2：简要介绍一下 RabbitMQ 架构？

Answer2：

RabbitMQ架构，如下图所示：

1、Message
消息，消息是不具名的，它由消息头和消息体组成。消息体是不透明的，而消息头则由一系列的可选属性组成，这些属性包括 routing-key（路由键）、priority（相对于其他消息的优先权）、delivery-mode（指出该消息可能需要持久性存储）等。

2、Publisher
消息的生产者，也是一个向交换器发布消息的客户端应用程序。

3、Exchange（将消息路由给队列 ）
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。

4、Binding（消息队列和交换器之间的关联）
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。

5、Queue
消息队列，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。

6、Connection
网络连接，比如一个 TCP 连接。

7、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。

8、Consumer
消息的消费者，表示一个从消息队列中取得消息的客户端应用程序。

9、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。

10、Broker
表示消息队列服务器实体。

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Question3：谈一谈 Exchange 分发消息的不同策略？

Answer3：

Exchange 分发消息时根据类型的不同分发策略有区别，目前共四种类型：direct、fanout、topic、headers 。headers 匹配 AMQP 消息的 header 而不是路由键，此外 headers 交换器和direct 交换器完全一致，但性能差很多，目前几乎用不到了，所以直接看另外三种类型：

1、Direct 键（routing key）分布

Direct：消息中的路由键（routing key）如果和 Binding 中的 binding key 一致，交换器就将消息发到对应的队列中。它是完全匹配、单播的模式。Direct Exchange如下图所示：

上图表示，direct类型下，当routing key与binding key完全匹配时，图中 routing key=key routing key=key 完全匹配，交换器就将消息发到对应的队列中，最后消费者从消息队列中取出消息用来消费。

2、Fanout（广播分发）

Fanout：每个发到 fanout 类型交换器的消息都会分到所有绑定的队列上去（很像子网广播，每台子网内的主机都获得了一份复制的消息）。fanout 类型转发消息是最快的。

Fanout Exchange如下图所示：

上图表示，fanout类型下，交换器的所有的消息像广播一样分到所有绑定的队列上去，最后消费者从消息队列中取出消息用来消费。

3、topic 交换器（模式匹配）

topic 交换器：topic 交换器通过模式匹配分配消息的路由键属性，将路由键和某个模式进行匹配，此时队列需要绑定到一个模式上。它将路由键和绑定键的字符串切分成单词，这些单词之间用点隔开。它同样也会识别两个通配符：符号“#”和符号“”。#匹配 0 个或多个单词，匹配不多不少一个单词。

Topic Exchange如下图所示：

topic类型和direct类型有相似之处，都是routing key和binding key匹配，不同的是，direct类型的时候，binding key是确定的，两者是完全匹配，topic类型的时候，binding key是一种匹配模式，匹配符合这种模式的routing key，当然符合这种模式的routing key就不只一个喽。
上图中，模式匹配为：
binding.key=usa.# 匹配 routing.key=usa.news routing.key=usa.weather；
binding.key=#.news 匹配 routing.key=usa.news routing.key=europe.news；
binding.key=#.weather 匹配 routing.key=usa.weather routing.key=europe.weather；
binding.key=europe.# 匹配 routing.key=europe.news routing.key=europe.weather。
满足模式匹配后，交换器就将消息发到对应的队列中，最后消费者从消息队列中取出消息用来消费。