MQ全称为Message Queue，是一种分布式应用程序的的通信方法，它是消费-生产者模型的一个典型的代表，producer往消息队列中不断写入消息，而另一端consumer则可以读取或者订阅队列中的消息。RabbitMQ是MQ产品的典型代表，是一款基于AMQP协议可复用的企业消息系统。业务上，可以实现服务提供者和消费者之间的数据解耦，提供高可用性的消息传输机制，在实际生产中应用相当广泛。本文意在介绍Rabbitmq的基本原理，包括rabbitmq基本框架，概念，通信过程等。
系统架构
Rabbitmq系统最核心的组件是Exchange和Queue，Exchange和Queue是在rabbitmq server（又叫做broker）端，producer和consumer在应用端。
RabbitMQ的结构图如下：
producer&Consumer
producer指的是消息生产者，consumer消息的消费者。
Queue
Queue（队列）RabbitMQ的作用是存储消息，队列的特性是先进先出。rabbitmq中，队列消息可以设置为持久化，临时或者自动删除。
- 设置为持久化的队列，queue中的消息会在server本地硬盘存储一份，防止系统crash，数据丢失
- 设置为临时队列，queue中的数据在系统重启之后就会丢失
- 设置为自动删除的队列，当不存在用户连接到server，队列中的数据会被自动删除
结构图可以清晰地看到Client A和Client B是生产者，生产者生产消息最终被送到RabbitMQ的内部对象Queue中去，而消费者则是从Queue队列中取出数据。可以简化成表示为：
生产者Send Message “A”传送到Queue中；消费者发现消息队列Queue中有订阅的消息，就会将这条消息A读取出来进行一些列的业务操作。
这里只是一个消费正对应一个队列Queue，也可以多个消费者订阅同一个队列Queue，当然这里就会将Queue里面的消息平分给其他的消费者，但是会存在一个一个问题就是如果每个消息的处理时间不同，就会导致某些消费者一直在忙碌中，而有的消费者处理完了消息后一直处于空闲状态，因为Queue会平分这些消息给相应的消费者。
这里我们就可以使用prefetchCount来限制每次发送给消费者消息的个数。详情见下图所示：
这里的prefetchCount=1是指每次从Queue中发送一条消息来，等消费者处理完这条消息后Queue会再发送一条消息给消费者。
Exchange
Exchange类似于数据通信网络中的交换机，提供消息路由策略。rabbitmq中，producer不是通过信道直接将消息发送给queue，而是先发送给Exchange。一个Exchange可以和多个Queue进行绑定，producer在传递消息的时候，会传递一个ROUTING_KEY，Exchange会根据这个ROUTING_KEY按照特定的路由算法，将消息路由给指定的queue。和Queue一样，Exchange也可设置为持久化，临时或者自动删除。
Exchange有4种类型：direct(默认)，fanout, topic, 和headers，不同类型的Exchange转发消息的策略有所区别：
-
Direct
直接交换器，工作方式类似于单播，Exchange会将消息发送完全匹配Routing Key的Queue -
fanout
广播是式交换器，不管消息的Routing Key设置为什么，Exchange都会将消息转发给所有绑定的Queue。 -
topic
主题交换器，工作方式类似于组播，Exchange会将消息转发和Routing Key匹配模式相同的所有队列，比如，Routing Key为user.stock的Message会转发给绑定匹配模式为 * .stock,user.stock， * . * 和#.user.stock.#的队列。（ * 表是匹配一个任意词组，#表示匹配0个或多个词组） -
headers
Exchange不依赖于Routing Key与Binding Key的匹配规则来路由消息，而是根据发送的消息内容中的headers属性进行匹配
Binding
所谓绑定就是将一个特定的 Exchange 和一个特定的 Queue 绑定起来。Exchange 和Queue的绑定可以是多对多的关系。
virtual host
在rabbitmq server上可以创建多个虚拟的message broker，又叫做virtual hosts (vhosts)。每个virtual host本质上都是一个RabbitMQ Server，拥有它自己的queue，exchagne，和bings rule等等。这保证了你可以在多个不同的application中使用RabbitMQ。producer和consumer连接rabbit server需要指定一个vhost。
通信过程
假设P1和C1注册了相同的Broker、Exchange和Queue。P1发送的消息最终会被C1消费。基本的通信流程大概如下所示：
- P1生产消息，发送给服务器端的Exchange
- Exchange收到消息，根据Routing Key，将消息转发给匹配的Queue1
- Queue1收到消息，将消息发送给订阅者C1
- C1收到消息，发送ACK给队列确认收到消息
- Queue1收到ACK，删除队列中缓存的此条消息
Consumer收到消息时需要显式的向Rabbit broker发送basic.ack消息或者consumer订阅消息时设置auto_ack参数为true。在通信过程中，队列对ACK的处理有以下几种情况：
- 如果consumer接收了消息，发送ack,rabbitmq会删除队列中这个消息，发送另一条消息给consumer。
- 如果cosumer接受了消息，但在发送ack之前断开连接，rabbitmq会认为这条消息没有被deliver，在consumer在次连接的时候，这条消息会被redeliver。
- 如果consumer接受了消息，但是程序中有bug,忘记了ack，rabbitmq不会重复发送消息。
- rabbitmq2.0.0和之后的版本支持consumer reject某条（类）消息，可以通过设置requeue参数中的reject为true达到目地，那么rabbitmq将会把消息发送给下一个注册的consumer。
RabbitMQ消息的持久化
RabbitMQ支持消息的持久化，也就是数据写在磁盘上，为了数据安全考虑，我想大多数用户都会选择持久化。消息队列持久化包括3个部分：
- exchange持久化，在声明时指定durable => 1
- queue持久化，在声明时指定durable => 1
- 消息持久化，在投递时指定delivery_mode => 2（1是非持久化）
如果exchange和queue都是持久化的，那么它们之间的binding也是持久化的。如果exchange和queue两者之间有一个持久化，一个非持久化，就不允许建立绑定。