RabbitMQ的架構(gòu)設(shè)計(jì)

作者：龍蝦編程 2025-04-15 04:00:00

RabbitMQ中生產(chǎn)者通過長(zhǎng)鏈接的方式連接到Broker，然后生產(chǎn)的消息被發(fā)送到對(duì)應(yīng)的交換機(jī)上，此時(shí)交換機(jī)會(huì)將消息發(fā)送到對(duì)應(yīng)的隊(duì)列上存儲(chǔ)，最后消費(fèi)者就會(huì)來拉取消息來進(jìn)行處理，處理成功之后就會(huì)將這個(gè)消息進(jìn)行移除。

Kafka、RocketMq、ActiveMQ、RabbitMQ和Apache Pulsar都是現(xiàn)在使用的比較多的主流MQ，下面我們來介紹RabbitMQ的架構(gòu)設(shè)計(jì)。

RabbitMQ使用Erlang語言開發(fā)消息隊(duì)列系統(tǒng)，基于AMQP協(xié)議（高級(jí)消息隊(duì)列協(xié)議）實(shí)現(xiàn)的一個(gè)開源的消息中間件，它允許應(yīng)用程序之間進(jìn)行異步通信，并且RabbitMQ提供了一種高效、可擴(kuò)展、可靠的消息傳遞機(jī)制。

1、RabbitMQ的架構(gòu)

RabbitMQ有生產(chǎn)者和消費(fèi)者，并且生產(chǎn)者和消費(fèi)者之間是通過RabbitMQ Server來進(jìn)行連接的，這樣的異步通訊方式使得生產(chǎn)者和消費(fèi)者之間沒有強(qiáng)關(guān)聯(lián)，RabbitMQ的架構(gòu)圖如下所示：

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RabbitMQ中有虛擬機(jī)（Virtual Host），虛擬機(jī)的作用是在一個(gè)完整的微服務(wù)架構(gòu)可以使用同一個(gè)套R(shí)abbitMQ服務(wù)，在不同的微服務(wù)之間是根據(jù)虛擬機(jī)來進(jìn)行區(qū)分的，如訂單系統(tǒng)使用一個(gè)虛擬機(jī)，商品系統(tǒng)使用自己的虛擬機(jī)，這樣不同的微服務(wù)使用它自己的虛擬機(jī)即可。

同時(shí)虛擬機(jī)與虛擬機(jī)之間的數(shù)據(jù)是相互隔離，并不會(huì)互相產(chǎn)生影響，在虛擬機(jī)里面就存在了交換機(jī)（Exchange）和隊(duì)列（queue）。

RabbitMQ與生產(chǎn)者、消費(fèi)者之間的連接是通過多個(gè)信道實(shí)現(xiàn)的，信道是建立在Connection之上的虛擬連接，當(dāng)應(yīng)用程序與RabbitMQ Broker建立TCP連接的時(shí)候，客戶端緊接著可以創(chuàng)建一個(gè)AMQP信道(Channel)，每個(gè)信道都會(huì)被指派一個(gè)唯一的ID，RabbitMQ是使用長(zhǎng)連接來處理請(qǐng)求。

2、RabbitMQ的組件

2.1 生產(chǎn)者

生產(chǎn)者是消息的發(fā)送方，它主要是負(fù)責(zé)產(chǎn)生并發(fā)送消息到RabbitMQ，生產(chǎn)者通常將消息發(fā)送到交換機(jī)（Exchange），如下圖所示：

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為什么RabbitMQ將消息發(fā)送到交換機(jī)呢？假設(shè)RabbitMQ直接將消息投遞到隊(duì)列，如下圖所示：

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在電商系統(tǒng)中如果用戶支付成功之后，需要通知訂單系統(tǒng)修改訂單的訂單狀態(tài)，通知商品系統(tǒng)扣減商品的庫存，此時(shí)支付系統(tǒng)的作為消息的生產(chǎn)者就需要通知消費(fèi)者訂單系統(tǒng)和商品系統(tǒng)。

如果采用直接將消息發(fā)送給隊(duì)列的方式，由于訂單系統(tǒng)、商品系統(tǒng)是消費(fèi)的不同的隊(duì)列，此時(shí)支付系統(tǒng)就需要發(fā)送兩條訂單支付成功的MQ消息，為了解決這樣的問題，在RabbitMQ里面通常是先將消息發(fā)送到交換機(jī)，然后交換機(jī)再分發(fā)到不同的queue中。

2.2 交換機(jī)

交換機(jī)（Exchange）是消息的分發(fā)中心，負(fù)責(zé)將接收到的消息路由到一個(gè)或多個(gè)隊(duì)列，如下圖所示：

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交換機(jī)定義了消息的傳遞規(guī)則，可以根據(jù)規(guī)則將消息發(fā)送到一個(gè)或多個(gè)隊(duì)列上，如下是RabbitMQ的交換機(jī)類型：

（1）直連交換機(jī)(Direct Exchange)：將消息路由到與消息中的路由鍵(Routing Key)完全匹配的隊(duì)列。生產(chǎn)者在發(fā)送消息的時(shí)候可以添加一個(gè)routing key，同時(shí)在隊(duì)列中也會(huì)設(shè)置一個(gè)key，如果這兩個(gè)key完全匹配上了，才會(huì)將消息路由到這個(gè)隊(duì)列中。

（2）主題交換機(jī)(Topic Exchange)：根據(jù)通配符匹配路由鍵，將消息路由到一個(gè)或多個(gè)隊(duì)列。

（3）扇出交換機(jī)(Fanout Exchange)：將消息廣播到所有與交換機(jī)綁定的隊(duì)列，忽略路由鍵。

（4）頭部交換機(jī)(Headers Exchange)：根據(jù)消息頭中的屬性進(jìn)行匹配，將消息路由到與消息頭匹配的隊(duì)列。現(xiàn)在使用的比較少，因?yàn)樗男阅鼙容^低。

RabbitMQ的交換機(jī)推薦使用直連交換機(jī)和主題交換機(jī)和扇出交換機(jī)。

2.3 隊(duì)列

消息隊(duì)列介于生產(chǎn)者和消費(fèi)者，本質(zhì)上就是一個(gè)類似鏈表的獨(dú)立進(jìn)程，列表里的每個(gè)節(jié)點(diǎn)是一個(gè)消息，如下圖所示：

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實(shí)際的業(yè)務(wù)中，消息也分很多種類，如訂單消息、用戶消息、支付消息等等，為了更好的管理不同種類的消息數(shù)據(jù)進(jìn)而提供多個(gè)隊(duì)列，生產(chǎn)者生產(chǎn)的消息根據(jù)需要被投遞到不同的隊(duì)列中。同時(shí)每個(gè)隊(duì)列都設(shè)計(jì)為獨(dú)立的進(jìn)程，某個(gè)進(jìn)程掛了后不影響其他進(jìn)程正常工作，如下圖所示：

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