RabbitMQ系列(1)--RabbitMQ概述与背景

RabbitMQ是一个开源的消息代理和队列服务器，用来通过普通协议在完全不同的应用之间共享数据，或者简单地将作业队列以便让分布式服务器进行处理

它现实了AMQP协议，并且遵循Mozilla Public License开源协议，它支持多种语言，可以方便的和spring集成

消息队列使用消息将应用程序连接起来，这些消息通过像RabbitMQ这样的消息代理服务器在应用程序之间路由

AMQP:advanced Message Queuing Protocol(高级消息队列协议)

2004年开发

从一开始就设计成为开发标准，以解决众多的消息队列需求和拓扑结构问题

凭借开放，任何人都可以执行这一标准，针对标准编码的任何人都可以和任意AMQP供应商提供的MQ服务器进行交互

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（注：内容整理自《RabbitMQ实战》）

是一种基于代理的发布/订阅的消息协议。与请求/回答这种同步模式不同，发布/订阅模式解耦了发布消息的客户（发布者）与订阅消息的客户（订阅者）之间的关系，这意味着发布者和订阅者之间并不需要直接建立联系。一个发布者可以对应多个订阅者，当发布者发生变化的时候，他可以将消息一一通知给所有的订阅者。这种模式提供了更大的网络扩展性和更动态的网络拓扑此外运用MQTT协议，设备可以很方便地连接到物联网云服务，管理设备并处理数据，最后应用到各种业务场景。

2 、服务质量

MQTT提供三种质量的服务：

至多一次（qos = 0），可能会出现丢包的现象。使用在对实时性要求不高的情况。这一级别可应用于如下情景，如环境传感器数据，丢失一次读记录无所谓，因为很快下一次读记录就会产生。

至少一次（qos = 1），保证包会到达目的地，但是可能出现重包。

正好一次（qos = 2），保证包会到达目的地，且不会出现重包的现象。这一级别可用于如计费系统等场景，在计费系统中，消息丢失或重复可能会导致生成错误的费用。

3 、主题与通配符

主题名称（Topic name）用来标识已发布消息的信息的渠道。订阅者用它来确定接收到所关心的信息。它是一个分层的结构，用斜线“/”作为分隔符（这个有点类似于restful风格）。主题还可以通过通配符进行过滤。其中，+可以过滤一个层级，而#只能出现在主题最后表示过滤任意级别的层级。值得注意的是MQTT允许使用通配符订阅主题，但是并不允许使用通配符广播。

4、 遗嘱

当一个客户端断开连接的时候，它希望客户端可以发送它指定的消息。该消息和普通消息的结构相同。通过设置该位并填入和信息相关的内容即可（后面会有介绍）。

5、 消息类型

消息类型 类型 编码说明

reserved 0保留

connect1 客户端到服务端的连接请求

connACK 2 服务端对连接请求的响应

publish3 发布消息

puback 4 新发布消息确认，是QoS 1给PUBLISH消息的回复

pubRec 5 QoS 2消息流的第一部分，表示消息发布已记录

pubRel 6 QoS 2消息流的第二部分，表示消息发布已释放

pubComp 7 QoS 2消息流的第三部分，表示消息发布完

subscribe 8客户端订阅某个主题

subBack9 对于SUBSCRIBE消息的确认

unsubscribe 10客户端终止订阅的消息

unsubBack 11对于UNSUBSCRIBE消息的确认

pingReq 12 心跳

pingResp 13 确认心跳

disconnect 14客户端终止连接前通知MQTT代理

reserved 15保留

二、MQTT 服务端（实现MQTT协议的中间件）

MQTT协议有很多开源的broker可以用，这里我整理了两个，分别是Apollo和mosquito；详细的服务端选择可以去上面的服务端链接中选。以下所讲的环境配置和服务器搭建都是在MAC环境上，其他平台的可以参见选用broker的详细文档。

1、Apollo-Broker搭建

Apache Apollo是一个代理服务器，其是在ActiveMQ基础上发展而来的，可以支持多种协议，如：STOMP、AMQP、MQTT、SSL等。

1.生产者：创建消息，发布消息到代理服务器（RabbitMQ）

（1）消息：有效荷载和标签

（2）有效荷载：消息的内容

（3）标签：用来描述消息（交换器的名称或者可选主题的标记），然后把消息交由RabbitMQ，由RabbitMQ进行后续处理

2.消费者：连接到代理服务器（RabbitMQ），并订阅到队列（queue）上，接收代理服务器发布的消息并读取

（1）接收到的消息只包括有效荷载，即消息内容

1.基本原理：首先创建一条TCP连接，TCP连接打开后（即通过认证），应用程序创建一条AMQP信道。

2.信道：是建立在真实的TCP连接内的虚拟连接，AMQP命令是通过信道发送出去

3.应用程序和RabbitMQ代理之间的连接用信道而不直接用TCP连接的原因

（1）一个信道处理一个线程，一个TCP连接可以承载多个信道，即多个线程可以使用同一个TCP连接，减少资源消耗，避免性能瓶颈

（2）一个TCP的创建和销毁对资源的消耗会很大，创建需要三次握手，销毁需要四次挥手。

4.TCP协议的三次握手和四次分手

（1）建立连接的三次握手：

-第一次握手：客户端发送给服务端，请求连接

-第二次握手：服务端接收到客户端发送的请求连接的消息，回复给客户端请求连接

-第三次握手：上述两次握手本质上已经建立连接，但是此时客户端还会发送给服务端一个消息，确认连接，即表示连接成功

（2）销毁连接的四次挥手：

-第一次挥手：客户端发送给服务端，断开连接

-第二次挥手：服务端接收到请求断开连接的请求，发送确认消息

-第三次挥手：服务端发送给客户端，断开连接

-第四次挥手：客户端接收到服务端的消息，确认断开连接

注意：销毁连接需要四次挥手是因为TCP连接是双向连接，断开也需要双向断开和确认

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