【51CTO.com快譯】在早年的單體架構(gòu)時(shí)代，由于應(yīng)用程序的內(nèi)部組件存在著緊密的耦合關(guān)系，因此它們之間存在著千絲萬縷的直接關(guān)聯(lián)。例如，在一個(gè)簡(jiǎn)單的電子商務(wù)應(yīng)用中，其結(jié)帳服務(wù)需要與支付網(wǎng)關(guān)服務(wù)保持通信。這就得依靠TCP的直接連接來完成。由此，我們很容易碰到如下限制場(chǎng)景：

• 一旦結(jié)帳消息被發(fā)出后，應(yīng)用需要能夠及時(shí)偵聽到，并予以答復(fù)，方可繼續(xù)執(zhí)行下一個(gè)任務(wù)。
• 如果庫(kù)存服務(wù)出現(xiàn)了故障，應(yīng)用將進(jìn)行反復(fù)嘗試，直至連接被成功建立為止。
• 如果同時(shí)有大量的支付請(qǐng)求產(chǎn)生，庫(kù)存服務(wù)將由于供不應(yīng)求，而導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)陷入癱瘓。

可以說，這些都是創(chuàng)建消息隊(duì)列和代理(message queues/brokers)的“剛需”。

什么是消息隊(duì)列

如下圖所示，消息隊(duì)列往往處于需要彼此通信的兩個(gè)服務(wù)之間：

通信服務(wù)的流程圖

如上圖所示，系統(tǒng)1通常作為生產(chǎn)者(producer)會(huì)將消息添加到隊(duì)列中，以便立即執(zhí)行下一個(gè)任務(wù)。

在準(zhǔn)備就緒后，系統(tǒng)2作為使用者(consumer)會(huì)從隊(duì)列中獲取消息，予以處理，并在完成后立即轉(zhuǎn)向下一條消息。據(jù)此，兩個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了邏輯上的解耦關(guān)系。

同時(shí)，消息代理也有助于提高系統(tǒng)的可擴(kuò)展性。當(dāng)系統(tǒng)中有大量并發(fā)的“獲取”操作時(shí)，隊(duì)列會(huì)出現(xiàn)擁堵，這就意味著我們需要提供更多的取出服務(wù)。那么在上述例子的系統(tǒng)2中，如果有多個(gè)使用者要從隊(duì)列中讀取內(nèi)容，以滿足由大量用戶的支付請(qǐng)求所產(chǎn)生的負(fù)載時(shí)，應(yīng)用系統(tǒng)需要具一定的可擴(kuò)展能力。

此外，消息隊(duì)列的另一個(gè)好處是：隊(duì)列本身可以被構(gòu)建在計(jì)算機(jī)或服務(wù)器的內(nèi)部，以分擔(dān)Web應(yīng)用程序的某些工作，進(jìn)而提高系統(tǒng)的整體性能。

生產(chǎn)者和使用者的流程圖

不知您是否聽說過RabbitMQ?它是高級(jí)消息隊(duì)列協(xié)議(Advanced Message Queuing Protocol，AMQP)模型的實(shí)現(xiàn)。

在此類消息模型中，生產(chǎn)者會(huì)去獲取那些由服務(wù)產(chǎn)生的消息。就效率而言，與其我們直接產(chǎn)生一個(gè)消息隊(duì)列，不如產(chǎn)生消息的交換節(jié)點(diǎn)。而交換節(jié)點(diǎn)恰好可以像中轉(zhuǎn)郵局一樣，去接收所有的消息，然后根據(jù)它們的處理方式予以分發(fā)。

如上圖所示，一個(gè)交換節(jié)點(diǎn)可以連接多個(gè)隊(duì)列。在上面的例子中，使用者1、2、3在系統(tǒng)中扮演等待隊(duì)列連接的使用者。它們需要用到(consume)結(jié)帳服務(wù)。也就是說，在該流程中，結(jié)帳操作將發(fā)送一條消息給交換節(jié)點(diǎn)。而此類交換是通過各種綁定(bindings)被連接到不同的隊(duì)列上。當(dāng)然，我們可以通過綁定鍵(binding key)，來引用這些綁定，以方便它們進(jìn)入應(yīng)用程序中使用者服務(wù)的子隊(duì)列。

生產(chǎn)者和交換的流程圖

我們之所以要采用消息這種方式，主要是利用其能夠在系統(tǒng)中按需移動(dòng)的靈活性。而這種靈活性在很大程度上，取決于可用于交換的不同類型。下面，讓我們來討論幾種常見的交換類型：

扇出交換(Fanout Exchange)

扇出交換是將消息路由到與其綁定的所有隊(duì)列，同時(shí)忽略其路由鍵。如果我們將N個(gè)隊(duì)列綁定至扇出交換，那么在有新的消息被發(fā)布到該交換處時(shí)，此消息的副本將會(huì)被傳遞到所有N個(gè)隊(duì)列中。

簡(jiǎn)而言之，生產(chǎn)者產(chǎn)生待交換的消息，而交換會(huì)在收到該消息后予以復(fù)制，并將其發(fā)送到自己知曉的每個(gè)隊(duì)列處。可見，扇出交換是對(duì)消息進(jìn)行廣播路由的理想選擇。

扇出交換

直接交換(Direct Exchange)

作為消息單播路由的理想選擇，直接交換會(huì)基于消息路由密鑰(message routing key)，將消息傳遞到隊(duì)列處。

簡(jiǎn)而言之，生產(chǎn)者產(chǎn)生待交換的消息。該消息帶有對(duì)應(yīng)的路由密鑰信息。交換會(huì)將路由密鑰與已綁定密鑰進(jìn)行比較，如果完全匹配的話，消息則會(huì)被轉(zhuǎn)移至相應(yīng)地系統(tǒng)中。 

直接交換

主題交換(Topic Exchange)

我們事先會(huì)將隊(duì)列綁定到交換主題的模式上，然后將其與消息路由鍵進(jìn)行匹配，進(jìn)而將不同的消息分別路由到一個(gè)或多個(gè)隊(duì)列處。

簡(jiǎn)而言之，通過主題交換，我們可以在路由鍵和綁定鍵之間進(jìn)行部分匹配。因此，該交換通常被用于消息的多播路由。

主題交流

頭部交換(Header Exchange)

頭部交換并不關(guān)注路由鍵的屬性，而是根據(jù)不同的消息頭部值，將各種消息路由到相應(yīng)的隊(duì)列中。

簡(jiǎn)而言之，路由密鑰會(huì)被完全忽略，而消息會(huì)根據(jù)其頭部值在系統(tǒng)中移動(dòng)。

標(biāo)頭交換

默認(rèn)交換(Default Exchange)

默認(rèn)交換是一種由代理(broker)預(yù)先聲明的不帶名稱(即：空字符串)的直接交換方式。簡(jiǎn)而言之，消息的路由鍵與隊(duì)列的名稱是聯(lián)系在一起的。

由于每個(gè)被創(chuàng)建的隊(duì)列都會(huì)使用與隊(duì)列名稱相同的路由鍵，來自動(dòng)綁定到正確的隊(duì)列上，因此它對(duì)于簡(jiǎn)單的應(yīng)用而言，非常實(shí)用。

默認(rèn)交換

除了上述五種靈活的交換類型，Rabbit MQ的優(yōu)點(diǎn)還包括：云計(jì)算友好、容錯(cuò)能力、跨語(yǔ)言能力、通信安全性、消息確認(rèn)能力、以及開源等特點(diǎn)。

原文標(biāo)題：Message Queue (Rabbit MQ): A Beginners IntroductionMessage Queue (Rabbit MQ): A Beginners Introduction，作者: Vijay Thakare

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