.NET Core中RabbitMQ初识

前提

前段时间上班无事,上网冲浪看到了消息队列RabbitMQ,就想着学习一下,网上看了点资料在哔哩哔哩上看的到codeman讲的一个rabbitmq的视频,就跟着仔细学习一下,敲一下代码。视频地址: rabbitmq视频

RabbitMq介绍

什么是消息队列

MQ全称为Message Queue,即消息队列。“消息队列”是在消息的传输过程中保存消息的容器。它是典型的:生产者、消费者模型。生产者不断向消息队列中生产消息,消费者不断的从队列中获取消息。因为消息的生产和消费都是异步的,而且只关心消息的发送和接收,没有业务逻辑的侵入,这样就实现了生产者和消费者的解耦。

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应用场景

削峰填谷

在一个时间段很多用户同时进行请求我们的A系统,我的MQ容器就可以用来存储请求按照每秒多少的请求进行发送,减轻服务器的压力。

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  • 使用了MQ之后,限制消息消费的速度为3000,这样一来,高峰就被“削”掉了,但是因为消息积压,在高峰期过后一段时间内,消费消息的速度还是会维持在3000,直到消费完挤压的消息,这就叫做“填谷”。

  • 使用MQ后,可以提供系统稳定性。

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异步提速

  • 在不使用MQ的情况下我们正常用户通过订单系统进行下单,我们需要900多ms,这就会出现用户的体验不好。

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  • 在使用MQ的情况出现了总耗时只要25ms就给到了用户回应

    这样提升了用户体验感

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所有的问题当你解决一个问题就会出现另外的问题,外部依赖多系统的稳定性就越差,MQ但凡挂了,系统就会出问题,后面就会使用mq集群来解决这一问题。

消息模型

点对点模式

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在上图的模型中,有以下概念:

  • Producer:生产者,也就是要发送消息的程序
  • Consumer:消费者:消息的接受者,会一直等待消息到来。
  • Queue:消息队列。可以缓存消息;生产者向其中投递消息,消费者从其中取出消息。
  • 点对点模式只会有一个消费者进行消费
代码附上

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新增两个项目一个生产者 Z.RabbitMq.Producer,一个消费者Z.RabbitMQ.Consumer01

  1. 项目 Z.RabbitMq.Producer新增HelloProducer
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public class HelloProducer
{
public static void HelloWorldShow()
{
var factory = new ConnectionFactory();
factory.HostName = "127.0.0.1";
factory.Port = 5672;
factory.UserName = "admin";
factory.Password = "admin";
factory.VirtualHost = "my_vhost";

// 获取TCP 长连接
using (var connection = factory.CreateConnection())
{
// 创建通信“通道”,相当于TCP中的虚拟连接
using (var channel = connection.CreateModel())
{
/*
* 创建队列,声明并创建一个队列,如果队列已存在,则使用这个队列
* 第一个参数:队列名称ID
* 第二个参数:是否持久化,false对应不持久化数据,MQ停掉数据就会丢失
* 第三个参数:是否队列私有化,false则代表所有的消费者都可以访问,true代表只有第一次拥有它的消费者才能一直使用
* 第四个:是否自动删除,false代表连接停掉后不自动删除这个队列
* 其他额外参数为null
*/
channel.QueueDeclare(RabbitConstant.QUEUE_HELLO_WORLD, true, false, false, null);
Console.ForegroundColor = ConsoleColor.Red;
string message = "hello CodeMan 666";
var body = Encoding.UTF8.GetBytes(message);

/*
* exchange:交换机,暂时用不到,在进行发布订阅时才会用到
* 路由key
* 额外的设置属性
* 最后一个参数是要传递的消息字节数组
*/
channel.BasicPublish("", RabbitConstant.QUEUE_HELLO_WORLD, null, body);
Console.WriteLine($"producer消息:{message}已发送");
}
}
}
}
  1. 项目 Z.RabbitMQ.Consumer01新增HelloConsumer
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public class HelloConsumer
{
public static void HelloWorldShow()
{
var factory = new ConnectionFactory();
factory.HostName = "127.0.0.1";
factory.Port = 5672;//5672是RabbitMQ默认的端口号
factory.UserName = "admin";
factory.Password = "admin";
factory.VirtualHost = "my_vhost";

using (var connection = factory.CreateConnection())
{
using (var channel = connection.CreateModel())
{
/*
* 创建队列,声明并创建一个队列,如果队列已存在,则使用这个队列
* 第一个参数:队列名称ID
* 第二个参数:是否持久化,false对应不持久化数据,MQ停掉数据就会丢失
* 第三个参数:是否队列私有化,false则代表所有的消费者都可以访问,true代表只有第一次拥有它的消费者才能一直使用
* 第四个:是否自动删除,false代表连接停掉后不自动删除这个队列
* 其他额外参数为null
*/
//RabbitConstant.QUEUE_HELLO_WORLD 对应的生产者一样名称 "helloworld.queue"
channel.QueueDeclare(RabbitConstant.QUEUE_HELLO_WORLD, true, false, false, null);
Console.ForegroundColor = ConsoleColor.Cyan;

EventingBasicConsumer consumers = new EventingBasicConsumer(channel);
// 触发事件
consumers.Received += (model, ea) =>
{
var body = ea.Body.ToArray();
var message = Encoding.UTF8.GetString(body);

// false只是确认签收当前的消息,设置为true的时候则代表签收该消费者所有未签收的消息
channel.BasicAck(ea.DeliveryTag, false);
Console.WriteLine($"Consumer01接收消息:{message}");
};
/*
* 从MQ服务器中获取数据
* 创建一个消息消费者
* 第一个参数:队列名
* 第二个参数:是否自动确认收到消息,false代表手动确认消息,这是MQ推荐的做法
* 第三个参数:要传入的IBasicConsumer接口
*
*/
//RabbitConstant.QUEUE_HELLO_WORLD == helloworld.queue
channel.BasicConsume(RabbitConstant.QUEUE_HELLO_WORLD, false, consumers);
Console.WriteLine("Press [Enter] to exit");
Console.Read();
}
}
}
}

work消息模型

工作队列或者竞争消费者模式

image.png

work queues与入门程序相比,多了一个消费端,两个消费端共同消费同一个队列中的消息,但是一个消息只能被一个消费者获取。

接下来我们来模拟这个流程:

P:生产者:任务的发布者

C1:消费者1:领取任务并且完成任务,假设完成速度较慢(模拟耗时)

C2:消费者2:领取任务并且完成任务,假设完成速度较快

代码附上

新增一个工具类用来获取rabbitmq的连接信息

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public class RabbitUtils
{
public static ConnectionFactory GetConnection()
{
var factory = new ConnectionFactory();
factory.HostName = "127.0.0.1";
factory.Port = 5672;//5672是RabbitMQ默认的端口号
factory.UserName = "admin";
factory.Password = "admin";
factory.VirtualHost = "my_vhost";
return factory;
}
}
  • 消费者1(C1)在刚刚的 Z.RabbitMQ.Consumer01新增SmsReceive

    Program.cs中的main函数中进行调用 SmsReceive.Sender();

    消费者1 延迟30ms接受到信息

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    public class SmsReceive
    {
    public static void Sender()
    {
    //使用工具类创建连接
    var connection = RabbitUtils.GetConnection().CreateConnection();

    var channel = connection.CreateModel();

    channel.QueueDeclare(RabbitConstant.QUEUE_SMS, true, false, false, null);
    // 如果不写basicQos(1),则自动MQ会将所有请求平均发送给所有消费者
    // basicQos,MQ不再对消费者一次发送多个请求,而是消费者处理完一个消息后(确认后),在从队列中获取一个新的
    channel.BasicQos(0, 1, false);

    var consumer = new EventingBasicConsumer(channel);

    consumer.Received += (model, ea) =>
    {
    var body = ea.Body.ToArray();
    var message = Encoding.UTF8.GetString(body);
    Thread.Sleep(30);
    Console.WriteLine($"SmsSender-发送短信成功:{message}");
    channel.BasicAck(ea.DeliveryTag, false);
    };

    channel.BasicConsume(RabbitConstant.QUEUE_SMS, false, consumer);
    Console.WriteLine("Press [Enter] to exit");
    Console.Read();
    }
    }
  • 消费者2(C2)在刚刚的 Z.RabbitMQ.Consumer02新增SmsReceive

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    消费者1 延迟60ms接受到信息

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    public class SmsReceive
    {
    public static void Sender()
    {
    var connection = RabbitUtils.GetConnection().CreateConnection();
    var channel = connection.CreateModel();

    channel.QueueDeclare(RabbitConstant.QUEUE_SMS, true, false, false, null);
    // 如果不写basicQos(1),则自动MQ会将所有请求平均发送给所有消费者
    // basicQos,MQ不再对消费者一次发送多个请求,而是消费者处理完一个消息后(确认后),在从队列中获取一个新的
    channel.BasicQos(0, 1, false);//处理完一个取一个

    var consumer = new EventingBasicConsumer(channel);

    consumer.Received += (model, ea) =>
    {
    var body = ea.Body.ToArray();
    var message = Encoding.UTF8.GetString(body);
    Thread.Sleep(60);
    Console.WriteLine($"SmsSender-发送短信成功:{message}");
    channel.BasicAck(ea.DeliveryTag, false);
    };

    channel.BasicConsume(RabbitConstant.QUEUE_SMS, false, consumer);
    Console.WriteLine("Press [Enter] to exit");
    Console.Read();
    }
    }
  • 生产者Z.RabbitMq.Producer中创建SmsSender类在main函数进行调用

    • 发送100条车票订阅的消息
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    public class SmsSender
    {
    public static void Sender()
    {
    using (var connection = RabbitUtils.GetConnection().CreateConnection())
    {
    using (var channel = connection.CreateModel())
    {
    channel.QueueDeclare(RabbitConstant.QUEUE_SMS, true, false, false, null);
    for (int i = 0; i < 100; i++)
    {
    Sms sms = new Sms("乘客" + i, "139000000" + i, "您的车票已预定成功");
    string jsonSms = JsonConvert.SerializeObject(sms);
    var body = Encoding.UTF8.GetBytes(jsonSms);
    channel.BasicPublish("", RabbitConstant.QUEUE_SMS, null, body);
    Console.WriteLine($"正在发送内容:{jsonSms}");
    }
    Console.WriteLine("发送数据成功");
    }
    }
    }
    }

运行结构如下

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能者多劳
  • 消费者1比消费者2的效率要快,一次任务的耗时较短
  • 消费者2大量时间处于空闲状态,消费者1一直忙碌

通过channel.BasicAck(ea.DeliveryTag, false);来完成能者多劳的效果,在完成上一次请求之后再去取下一条消息,这就会出现服务器快的消费的更多,慢的消费的更少。

发布订阅模式

Publish/subscribe(交换机类型:Fanout,也称为广播 )

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和前面两种模式不同:

  • 声明Exchange,不再声明Queue
  • 发送消息到Exchange,不再发送到Queue,通过exchange发送到queue上
消费者1收到的天气

项目.RabbitMq.Consumer01 创建WeatherFanout使用exchange(交换机)

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public class WeatherFanout
{
public static void Weather()
{
using (var connection = RabbitUtils.GetConnection().CreateConnection())
{
using (var channel = connection.CreateModel())
{
channel.ExchangeDeclare(RabbitConstant.EXCHANGE_WEATHER, ExchangeType.Fanout);
// 声明队列信息
channel.QueueDeclare(RabbitConstant.QUEUE_BAIDU, true, false, false, null);
/*
* queueBind 用于将队列与交换机绑定
* 参数1:队列名
* 参数2:交换机名
* 参数3:路由Key(暂时用不到)
*/
channel.QueueBind(RabbitConstant.QUEUE_BAIDU, RabbitConstant.EXCHANGE_WEATHER, "");

channel.BasicQos(0, 1, false);

var consumer = new EventingBasicConsumer(channel);

consumer.Received += ((model, ea) =>
{
var message = Encoding.UTF8.GetString(ea.Body.ToArray());
Console.WriteLine($"百度收到的气象信息:{message}");
channel.BasicAck(ea.DeliveryTag, false);
});

channel.BasicConsume(RabbitConstant.QUEUE_BAIDU, false, consumer);
Console.WriteLine("Press [Enter] to exit");
Console.Read();
}
}
}
}
消费者2收到的天气

项目.RabbitMq.Consumer02 创建WeatherFanout使用exchange(交换机)

代码与消费者01一样

生产者发送天气

生产者把消息推送到交换机上

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public class WeatherFanout
{
public static void Weather()
{
using (var connection = RabbitUtils.GetConnection().CreateConnection())
{
using (var channel = connection.CreateModel())
{
string message = "20度";
var body = Encoding.UTF8.GetBytes(message);
channel.BasicPublish(RabbitConstant.EXCHANGE_WEATHER, "", null, body);
Console.WriteLine("天气信息发送成功!");
}
}
}
}

最后得到效果

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Routing 路由模型

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P:生产者,向Exchange发送消息,发送消息时,会指定一个routing key。

X:Exchange(交换机),接收生产者的消息,然后把消息递交给 与routing key完全匹配的队列

C1:消费者,其所在队列指定了需要routing key 为 error 的消息

C2:消费者,其所在队列指定了需要routing key 为 info、error、warning 的消息

  • 队列与交换机的绑定,不能是任意绑定,而是要指定一个RoutingKey

  • 消息的发送方在向Exchange发送消息时,也必须指定消息的RoutingKey

  • Exchange不再把消息交给每一个绑定的队列,而是根据消息的RoutingKey进行判断,只有队列的RoutingKey与消息的RoutingKey完全一致,才会接收消息

生产者
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public class WeatherDirect
{
public static void Weather()
{
Dictionary<string, string> area = new Dictionary<string, string>();
area.Add("china.hunan.changsha.20210525", "中国湖南长沙20210525天气数据");
area.Add("china.hubei.wuhan.20210525", "中国湖北武汉20210525天气数据");
area.Add("china.hubei.xiangyang.20210525", "中国湖北襄阳20210525天气数据");
area.Add("us.cal.lsj.20210525", "美国加州洛杉矶20210525天气数据");

using (var connection = RabbitUtils.GetConnection().CreateConnection())
{
using (var channel = connection.CreateModel())
{
foreach (var item in area)
{
channel.BasicPublish(RabbitConstant.EXCHANGE_WEATHER_ROUTING, item.Key,
null, Encoding.UTF8.GetBytes(item.Value));
}

Console.WriteLine("气象信息发送成功!");
}
}
}
}
消费者1

接受百度路由的路由消息

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public class WeatherDirect
{
public static void Weather()
{
using (var connection = RabbitUtils.GetConnection().CreateConnection())
{
using (var channel = connection.CreateModel())
{
channel.ExchangeDeclare(RabbitConstant.EXCHANGE_WEATHER_ROUTING, ExchangeType.Direct);
channel.QueueDeclare(RabbitConstant.QUEUE_BAIDU, true, false, false, null);
/*
* queueBind 用于将队列与交换机绑定
* 参数1:队列名
* 参数2:交换机名
* 参数3:路由Key(暂时用不到)
*/
channel.QueueBind(RabbitConstant.QUEUE_BAIDU, RabbitConstant.EXCHANGE_WEATHER_ROUTING, "china.hunan.changsha.20210525");
channel.QueueBind(RabbitConstant.QUEUE_BAIDU, RabbitConstant.EXCHANGE_WEATHER_ROUTING, "china.hubei.wuhan.20210525");

channel.BasicQos(0, 1, false);

var consumer = new EventingBasicConsumer(channel);

consumer.Received += ((model, ea) =>
{
var message = Encoding.UTF8.GetString(ea.Body.ToArray());
Console.WriteLine($"百度收到的气象信息:{message}");
channel.BasicAck(ea.DeliveryTag, false);
});

channel.BasicConsume(RabbitConstant.QUEUE_BAIDU, false, consumer);
Console.WriteLine("Press [Enter] to exit");
Console.Read();
}
}
}
}
消费者2

接受新浪的路由信息

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public class WeatherDirect
{
public static void Weather()
{
using (var connection = RabbitUtils.GetConnection().CreateConnection())
{
using (var channel = connection.CreateModel())
{
channel.ExchangeDeclare(RabbitConstant.EXCHANGE_WEATHER_ROUTING, ExchangeType.Direct);
// 声明队列信息
channel.QueueDeclare(RabbitConstant.QUEUE_SINA, true, false, false, null);
/*
* queueBind 用于将队列与交换机绑定
* 参数1:队列名
* 参数2:交换机名
* 参数3:路由Key
*/
channel.QueueBind(RabbitConstant.QUEUE_SINA, RabbitConstant.EXCHANGE_WEATHER_ROUTING, "china.hubei.xiangyang.20210525");
channel.QueueBind(RabbitConstant.QUEUE_SINA, RabbitConstant.EXCHANGE_WEATHER_ROUTING, "us.cal.lsj.20210525");
channel.QueueBind(RabbitConstant.QUEUE_SINA, RabbitConstant.EXCHANGE_WEATHER_ROUTING, "china.hubei.wuhan.20210525");

channel.BasicQos(0, 1, false);

var consumer = new EventingBasicConsumer(channel);

consumer.Received += ((model, ea) =>
{
var message = Encoding.UTF8.GetString(ea.Body.ToArray());
Console.WriteLine($"新浪收到的气象信息:{message}");
channel.BasicAck(ea.DeliveryTag, false);
});

channel.BasicConsume(RabbitConstant.QUEUE_SINA, false, consumer);
Console.WriteLine("Press [Enter] to exit");
Console.Read();
}
}
}
}
最后得到的效果
  • 新浪接收对应新浪的routingkey的信息
  • 百度接收对应百度的routingkey的信息

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Topics 通配符模式

image.png

routingkey支持通配符匹配格式
  • 通配符格式
    • Topic类型与Direct相比,都是可以根据RoutingKey把消息路由到不同的队列。只不过
    • Topic类型Exchange可以让队列在绑定RoutingKey的时候使用通配符
    • RoutingKey一般都是由一个或多个单词组成,多个单词之间以“.”分隔,例如:item.insert
    • 通配符规则:#匹配一个或多个词,*恰好匹配一个词,例如item.#能够匹配item.insert.user或者item.insert,item.只能匹配item.insert或者item.user
生产者
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public class WeatherTopic
{
public static void Weather()
{
Dictionary<string, string> area = new Dictionary<string, string>();
area.Add("china.hunan.changsha.20210525", "中国湖南长沙20210525天气数据");
area.Add("china.hubei.wuhan.20210525", "中国湖北武汉20210525天气数据");
area.Add("china.hubei.xiangyang.20210525", "中国湖北襄阳20210525天气数据");
area.Add("us.cal.lsj.20210525", "美国加州洛杉矶20210525天气数据");

using (var connection = RabbitUtils.GetConnection().CreateConnection())
{
using (var channel = connection.CreateModel())
{
foreach (var item in area)
{
channel.BasicPublish(RabbitConstant.EXCHANGE_WEATHER_TOPIC, item.Key,
null, Encoding.UTF8.GetBytes(item.Value));
}

Console.WriteLine("气象信息发送成功!");
}
}
}
}
消费者1

获取交换机中通配符为china.#的信息

  • (“china.hunan.changsha.20210525”, “中国湖南长沙20210525天气数据”);
  • (“china.hubei.wuhan.20210525”, “中国湖北武汉20210525天气数据”);
  • (“china.hubei.xiangyang.20210525”, “中国湖北襄阳20210525天气数据”);
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public class WeatherTopic
{
public static void Weather()
{
using (var connection = RabbitUtils.GetConnection().CreateConnection())
{
using (var channel = connection.CreateModel())
{
channel.ExchangeDeclare(RabbitConstant.EXCHANGE_WEATHER_TOPIC, ExchangeType.Topic);
// 声明队列信息
channel.QueueDeclare(RabbitConstant.QUEUE_BAIDU, true, false, false, null);
/*
* queueBind 用于将队列与交换机绑定
* 参数1:队列名
* 参数2:交换机名
* 参数3:路由Key(暂时用不到)
*/
channel.QueueBind(RabbitConstant.QUEUE_BAIDU, RabbitConstant.EXCHANGE_WEATHER_TOPIC, "china.#");

channel.BasicQos(0, 1, false);

var consumer = new EventingBasicConsumer(channel);

consumer.Received += ((model, ea) =>
{
var message = Encoding.UTF8.GetString(ea.Body.ToArray());
Console.WriteLine($"百度收到的气象信息:{message}");
channel.BasicAck(ea.DeliveryTag, false);
});

channel.BasicConsume(RabbitConstant.QUEUE_BAIDU, false, consumer);
Console.WriteLine("Press [Enter] to exit");
Console.Read();
}
}
}
}
消费者2

获取交换机中通配符为china.hubei.*.20210525的信息

  • (“china.hubei.wuhan.20210525”, “中国湖北武汉20210525天气数据”)
  • (“china.hubei.xiangyang.20210525”, “中国湖北襄阳20210525天气数据”)
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public class WeatherTopic
{
public static void Weather()
{
using (var connection = RabbitUtils.GetConnection().CreateConnection())
{
using (var channel = connection.CreateModel())
{
/*
* 生产者发送消息
* 队列名称
* 交换机名称
* 路由key
*
*/
channel.ExchangeDeclare(RabbitConstant.EXCHANGE_WEATHER_TOPIC, ExchangeType.Topic);
// 声明队列信息
channel.QueueDeclare(RabbitConstant.QUEUE_SINA, true, false, false, null);
/*
* queueBind 用于将队列与交换机绑定
* 参数1:队列名
* 参数2:交换机名
* 参数3:路由Key(暂时用不到)
*/
channel.QueueBind(RabbitConstant.QUEUE_SINA, RabbitConstant.EXCHANGE_WEATHER_TOPIC, "china.hubei.*.20210525");

channel.BasicQos(0, 1, false);

var consumer = new EventingBasicConsumer(channel);

consumer.Received += ((model, ea) =>
{
var message = Encoding.UTF8.GetString(ea.Body.ToArray());
Console.WriteLine($"新浪收到的气象信息:{message}");
channel.BasicAck(ea.DeliveryTag, false);
});

channel.BasicConsume(RabbitConstant.QUEUE_SINA, false, consumer);
Console.WriteLine("Press [Enter] to exit");
Console.Read();
}
}
}
}
最后得到的效果
  • 百度获取china.#的信息
  • 新浪获取china.hubei.*.20210525的信息

image.png

RPC

image.png

基本概念:
  • Callback queue 回调队列,客户端向服务器发送请求,服务器端处理请求后,将其处理结果保存在一个存储体中。而客户端为了获得处理结果,那么客户在向服务器发送请求时,同时发送一个回调队列地址reply_to。

  • Correlation id 关联标识,客户端可能会发送多个请求给服务器,当服务器处理完后,客户端无法辨别在回调队列中的响应具体和那个请求时对应的。为了处理这种情况,客户端在发送每个请求时,同时会附带一个独有correlation_id属性,这样客户端在回调队列中根据correlation_id字段的值就可以分辨此响应属于哪个请求。

流程说明:
  • 当客户端启动的时候,它创建一个匿名独享的回调队列。
  • 在 RPC 请求中,客户端发送带有两个属性的消息:一个是设置回调队列的 reply_to 属性,另一个是设置唯一值的 correlation_id 属性。
  • 将请求发送到一个 rpc_queue 队列中。
  • 服务器等待请求发送到这个队列中来。当请求出现的时候,它执行他的工作并且将带有执行结果的消息发送给 reply_to 字段指定的队列。
  • 客户端等待回调队列里的数据。当有消息出现的时候,它会检查 correlation_id 属性。如果此属性的值与请求匹配,将它返回给应用

分享几题面试题

RabbitMQ中消息可能有的几种状态?

  1. alpha: 消息内容(包括消息体、属性和 headers) 和消息索引都存储在内存中 。

    1. beta: 消息内容保存在磁盘中,消息索引保存在内存中。
    2. gamma: 消息内容保存在磁盘中,消息索引在磁盘和内存中都有 。
    3. delta: 消息内容和索引都在磁盘中 。
  2. 死信队列?

    DLX,全称为 Dead-Letter-Exchange,死信交换器,死信邮箱。当消息在一个队列中变成死信 (dead message) 之后,它能被重新被发送到另一个交换器中,这个交换器就是 DLX,绑定 DLX 的队列就称之 为死信队列。

  3. 导致的死信的几种原因?

    1. 消息被拒(Basic.Reject /Basic.Nack) 且 requeue = false。
    2. 消息TTL过期。
    3. 队列满了

到这里就结束,大家如果需要看视频学习就是点最上面的链接就行了

源码:github