RabbitMQ .NET消息队列原理讲解及使用入门(一)

在介绍RabbitMQ之前实现要介绍一下MQ,MQ是什么?

MQ全称是Message Queue,可以理解为消息队列的意思,简单来说就是消息以管道的方式进行传递。

RabbitMQ是一个实现了AMQP(Advanced Message Queuing Protocol)高级消息队列协议的消息队列服务,用Erlang语言的。

使用场景

在我们秒杀抢购商品的时候,系统会提醒我们稍等排队中,而不是像几年前一样页面卡死或报错给用户。

像这种排队结算就用到了消息队列机制,放入通道里面一个一个结算处理,而不是某个时间断突然涌入大批量的查询新增把数据库给搞宕机,所以RabbitMQ本质上起到的作用就是削峰填谷,为业务保驾护航。

为什么选择RabbitMQ

现在的市面上有很多MQ可以选择,比如ActiveMQ、ZeroMQ、Appche Qpid,那问题来了为什么要选择RabbitMQ?

1、除了Qpid,RabbitMQ是唯一一个实现了AMQP标准的消息服务器;

2、可靠性,RabbitMQ的持久化支持,保证了消息的稳定性;

3、高并发,RabbitMQ使用了Erlang开发语言,Erlang是为电话交换机开发的语言,天生自带高并发光环,和高可用特性;

4、集群部署简单,正是应为Erlang使得RabbitMQ集群部署变的超级简单;

5、社区活跃度高,根据网上资料来看,RabbitMQ也是首选;

工作机制

生产者、消费者和代理

在了解消息通讯之前首先要了解3个概念:生产者、消费者和代理。

生产者:消息的创建者,负责创建和推送数据到消息服务器;

消费者:消息的接收方,用于处理数据和确认消息;

代理:就是RabbitMQ本身,用于扮演“快递”的角色,本身不生产消息,只是扮演“快递”的角色。

消息发送原理

首先你必须连接到Rabbit才能发布和消费消息,那怎么连接和发送消息的呢?

你的应用程序和Rabbit Server之间会创建一个TCP连接,一旦TCP打开,并通过了认证,认证就是你试图连接Rabbit之前发送的Rabbit服务器连接信息和用户名和密码,有点像程序连接数据库,使用Java有两种连接认证的方式,后面代码会详细介绍,一旦认证通过你的应用程序和Rabbit就创建了一条AMQP信道(Channel)。

信道是创建在“真实”TCP上的虚拟连接,AMQP命令都是通过信道发送出去的,每个信道都会有一个唯一的ID,不论是发布消息,订阅队列或者介绍消息都是通过信道完成的。

为什么不通过TCP直接发送命令?

对于操作系统来说创建和销毁TCP会话是非常昂贵的开销,假设高峰期每秒有成千上万条连接,每个连接都要创建一条TCP会话,这就造成了TCP连接的巨大浪费,而且操作系统每秒能创建的TCP也是有限的,因此很快就会遇到系统瓶颈。

如果我们每个请求都使用一条TCP连接,既满足了性能的需要,又能确保每个连接的私密性,这就是引入信道概念的原因。

RabbitMQ .NET消息队列原理讲解及使用入门(一)

你必须知道的Rabbit

想要真正的了解Rabbit有些名词是你必须知道的。

包括:ConnectionFactory(连接管理器)、Channel(信道)、Exchange(交换器)、Queue(队列)、RoutingKey(路由键)、BindingKey(绑定键)。

ConnectionFactory(连接管理器):应用程序与Rabbit之间建立连接的管理器,程序代码中使用;

Channel(信道):消息推送使用的通道;

Exchange(交换器):用于接受、分配消息;

Queue(队列):用于存储生产者的消息;

RoutingKey(路由键):用于把生成者的数据分配到交换器上;

BindingKey(绑定键):用于把交换器的消息绑定到队列上;

看到上面的解释,最难理解的路由键和绑定键了,那么他们具体怎么发挥作用的,请看下图:

RabbitMQ .NET消息队列原理讲解及使用入门(一)

消息持久化

Rabbit队列和交换器有一个不可告人的秘密,就是默认情况下重启服务器会导致消息丢失,那么怎么保证Rabbit在重启的时候不丢失呢?答案就是消息持久化。

当你把消息发送到Rabbit服务器的时候,你需要选择你是否要进行持久化,但这并不能保证Rabbit能从崩溃中恢复,想要Rabbit消息能恢复必须满足3个条件:

1、投递消息的时候durable设置为true,消息持久化;

2、消息已经到达持久化交换器上;

3、消息已经到达持久化的队列;

持久化工作原理

Rabbit会将你的持久化消息写入磁盘上的持久化日志文件,等消息被消费之后,Rabbit会把这条消息标识为等待垃圾回收。

持久化的缺点

消息持久化的优点显而易见,但缺点也很明显,那就是性能,因为要写入硬盘要比写入内存性能较低很多,从而降低了服务器的吞吐量,尽管使用SSD硬盘可以使事情得到缓解,但他仍然吸干了Rabbit的性能,当消息成千上万条要写入磁盘的时候,性能是很低的。

所以使用者要根据自己的情况,选择适合自己的方式。

虚拟主机

每个Rabbit都能创建很多vhost,我们称之为虚拟主机,每个虚拟主机其实都是mini版的RabbitMQ,拥有自己的队列,交换器和绑定,拥有自己的权限机制。

环境搭建

如果你是在Windows10上去安装那就更简单了,先放下载地址:

当然也可去Erlang和Rabbit官网去下,就是速度比较慢。我的百度云Rabbit最新版本:3.7.6,Erlang版本:20.2,注意:不要下载最新的Erlang,在Windows10上打开扩展插件有问题,打不开。

1、安装Erlang;

2、安装Rabbit Server;

3、进入安装目录\sbin下,使用命令“rabbitmq-plugins enable rabbitmq_management”启动网页管理插件;

4、重启Rabbit服务;

使用:http://localhost:15672进行测试,默认的登陆账号为:guest,密码为:guest

重复安装Rabbit Server的坑

如果不是第一次在Windows上安装Rabbit Server一定要把Rabbit和Erlang卸载干净之后,找到注册表:HKEY_LOCAL_MACHINE\SOFTWARE\Ericsson\Erlang\ErlSrv 删除其下的所有项。

不然会出现Rabbit安装之后启动不了的情况,理论上卸载的顺序也是先Rabbit在Erlang。

代码实现

(1)创建生产者类:

using System;using System.Text;using RabbitMQ.Client; namespace MQSamples.Publisher{ class Program { private static void Main() { //建立RabbitMQ连接和通道 var connectionFactory = new ConnectionFactory { HostName = "127.0.0.1", Port = 5672, UserName = "guest", Password = "guest", Protocol = Protocols.DefaultProtocol, AutomaticRecoveryEnabled = true, //自动重连 RequestedFrameMax = UInt32.MaxValue, RequestedHeartbeat = UInt16.MaxValue //心跳超时时间 }; try { using (var connection = connectionFactory.CreateConnection()) { using (var channel = connection.CreateModel()) { //创建一个新的,持久的交换区 channel.ExchangeDeclare("SISOExchange", ExchangeType.Direct, true, false, null); //创建一个新的,持久的队列, 没有排他性,与不自动删除 channel.QueueDeclare("SISOqueue", true, false, false, null); // 绑定队列到交换区 channel.QueueBind("SISOqueue", "SISOExchange", "optionalRoutingKey");  // 设置消息属性 var properties = channel.CreateBasicProperties(); properties.DeliveryMode = 2; //消息是持久的,存在并不会受服务器重启影响   //准备开始推送 //发布的消息可以是任何一个(可以被序列化的)字节数组,如序列化对象,一个实体的ID,或只是一个字符串 var encoding = new UTF8Encoding(); for (var i = 0; i < 10; i++) { var msg = string.Format("这是消息 

(2)创建消费者类:

using System;using System.Text;using RabbitMQ.Client;using RabbitMQ.Client.Events;using RabbitMQ.Client.MessagePatterns; namespace MQSamples.Consumer{ internal class Program { private static void Main() { // 建立RabbitMQ连接和通道 var connectionFactory = new ConnectionFactory { HostName = "127.0.0.1", Port = 5672, UserName = "guest", Password = "guest", Protocol = Protocols.AMQP_0_9_1, RequestedFrameMax = UInt32.MaxValue, RequestedHeartbeat = UInt16.MaxValue };  using (var connection = connectionFactory.CreateConnection()) using (var channel = connection.CreateModel()) { // 这指示通道不预取超过1个消息 channel.BasicQos(0, 1, false);  //创建一个新的,持久的交换区 channel.ExchangeDeclare("SISOExchange", ExchangeType.Direct, true, false, null); //创建一个新的,持久的队列 channel.QueueDeclare("sample-queue", true, false, false, null); //绑定队列到交换区 channel.QueueBind("SISOqueue", "SISOExchange", "optionalRoutingKey"); using (var subscription = new Subscription(channel, "SISOqueue", false)) { Console.WriteLine("等待消息..."); var encoding = new UTF8Encoding(); while (channel.IsOpen) { BasicDeliverEventArgs eventArgs; var success = subscription.Next(2000, out eventArgs); if (success == false) continue; var msgBytes = eventArgs.Body; var message = encoding.GetString(msgBytes); Console.WriteLine(message); channel.BasicAck(eventArgs.DeliveryTag, false); } } } } }}

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