RabbitMQ学习总结
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原文:RabbitMQ学习总结关于RabbitMQ是什么以及它的概念,不了解的可以先查看一下下面推荐的几篇博客https://blog.csdn.net/whoamiyang/article/details/54954780https://www.cnblogs.com/frankyou/p/5283539.htmlhttps://blog.csdn.net/mx472756841/article…
原文:RabbitMQ学习总结

关于RabbitMQ是什么以及它的概念,不了解的可以先查看一下下面推荐的几篇博客

https://blog.csdn.net/whoamiyang/article/details/54954780

https://www.cnblogs.com/frankyou/p/5283539.html

https://blog.csdn.net/mx472756841/article/details/50815895

官网介绍:http://www.rabbitmq.com/getstarted.html

本文github源码:http://www.cnblogs.com/bluesummer/p/8992225.html

因为之前不了解交换机及AMQP协议,上来就研究RabbitMQ,很多概念都有点蒙圈,所以建议大家在学习RabbitMQ之前先对一些概念有基本的了解

安装与配置:

服务相关命令

  • rabbitmq-plugins enable rabbitmq_management //开启管理插件
  • rabbitmq-service.bat start //开启服务
  • rabbitmq-service.bat stop //关闭服务
  • rabbitmqctl list_queues //查看任务

注意在执行命令rabbitmqctl list_queues时若报错unable to perform an operation on node。。。。,可将C:Users用户名.erlang.cookie.erlang.cookie文件拷贝到C:WindowsSystem32configsystemprofile.erlang.cookie中替换,然后重启服务

至此RabbitMQ服务我们已经安装好了

后台管理

开启管理插件后我们重启rabbitmq服务,打开http://localhost:15672/后台管理界面,
用户名和密码均为guest

guest账户在最新版本只能通过localhost登陆了,如果想要通过ip来登陆需要设置一下配置文件:

找到/rabbitmq_server-x.x.x/ebin下面的rabbit.app文件文件: 找到:loopback_users将里面的<<”guest”>>删除。

删除后的内容为:{loopback_users, []},然后重启服务

关于用户密码管理的操作我们都可以在管理页面中设置

默认端口:

  1. client端通信口5672
  2. 管理口15672
  3. server间内部通信口25672
  4. erlang发现口:4369

想要修改默认端口可修改 安装目录下 etc/rabbitmq.config文件,有个默认的example,改一改就可以了

发送消息

我们先构建一个应用程序,建议创建一个winform或wpf程序,控制台在这里并不太好用。
项目中引用nuget包:RabbitMQ.Client

接下来我们编写一个发送消息和接收消息的代码:

  public void SendMsg(string message)
    {
        //这里的端口及用户名都是默认的,可以直接设置一个hostname=“localhost”其他的不用配置
        var factory = new ConnectionFactory() { HostName = "192.168.1.15",Port=5672,UserName= "guest",Password= "guest" };
        //创建一个连接,连接到服务器:
        using (var connection = factory.CreateConnection())
        {
            using (var channel = connection.CreateModel())
            {
                //创建一个名称为hello的消息队列
                //durable:队列持久化,为了防止RabbitMQ在退出或者crash等异常情况下数据不会丢失,可以设置durable为true
                //exclusive:排他队列,只对首次声明它的连接(Connection)可见,不允许其他连接访问,在连接断开的时候自动删除,无论是否设置了持久化
                //autoDelete:自动删除,如果该队列已经没有消费者时,该队列会被自动删除。这种队列适用于临时队列。
                channel.QueueDeclare(queue: "hello", durable: false, exclusive: false, autoDelete: true, arguments: null);
                //channel.BasicConsume("hello", autoAck: true);
               
                var props = channel.CreateBasicProperties();
                //消息持久化,若启用durable则该属性启用
                props.Persistent = true;
                //封装消息主体
                var body = Encoding.UTF8.GetBytes(message);

                channel.BasicPublish(exchange: "", routingKey: "hello", basicProperties: props, body: body);
                Console.WriteLine(" 发送消息{0}", message);
            }
        }
    }
    
     public class Consumer : IDisposable
    {
        public static int _number;
        private static ConnectionFactory factory;
        private static IConnection connection;
        static Receive()
        {
            factory = new ConnectionFactory() { HostName = "localhost" };
        }
        public Receive()
        {
            _number++;
        }
        public void ReceiveMsg(Action callback)
        {
            if(connection==null||!connection.IsOpen)
                connection = factory.CreateConnection();
            IModel _channel = connection.CreateModel();
            _channel.QueueDeclare(queue: "hello", durable: false, exclusive: false, autoDelete: true, arguments: null);
            _channel.BasicQos(prefetchSize: 0, prefetchCount: 1, global: false);
            // 创建事件驱动的消费者
            var consumer = new EventingBasicConsumer(_channel); 
            consumer.Received += (model, ea) =>
            {
                var body = ea.Body;
                var message = Encoding.UTF8.GetString(body);
                callback($"number:{_number}.message:{message}");
                //模拟消息处理需要两秒
                Thread.Sleep(2000);
                //显示发送ack确认接收并处理完成消息,只有在前面进行启用显示发送ack机制后才奏效。
                _channel.BasicAck(ea.DeliveryTag, false);
            };
            //指定消费队列,autoAct是否自动确认
            string result = _channel.BasicConsume(queue: "hello", autoAck: false, consumer: consumer);

            //设置后当所有的channel都关闭了连接会自动关闭
            //connection.AutoClose = true;
        }
        public void Dispose()
        {
            if (connection != null && connection.IsOpen)
                connection.Dispose();
        }
    }

上面一个很简单的消息队列的发送者和消费者,解释下基本的流程:

Publisher中调用send函数先创建一个连接到服务器,然后用该连接创建了一个channel,接着用该channel声明了一个hello的队列,最后向默认的交换机发送了一条消息。(exchange: "") 空字符串即为默认的交换机 ,消息的路由为hello ,默认的交换机是direct类型,根据路由名称完全匹配队列的名称。所有的队列都会绑定到默认的交换机上,路由名称就是队列的名称。所以默认的交换机将消息发送到名声为hello 的队列。紧接着Consumer中调用ReceiveMsg 函数从hello 队列获取消息,获取到消息后调用act函数通知broker该消息已经被成功地消费,broker将这条消息删除,如下图
/upload/image/201908/1017082-20180507104150158-341702593.png>

网上有部分示例是使用QueueingBasicConsumer来创建消费者的,我发现在新版本中已经过时了,原因是它容易造成内存溢出性能降低等一系列的问题,简单说一下QueueingBasicConsumer的处理流程,它接收到消息之后会把消息塞到一个Queue队列中,然后用户来循环这个队列处理消息,但是如果你一个消息处理的很慢,而消息又发送过来的很快很大,就会造成队列里面存的消息越来越多,最终造成内存溢出。所以现在推荐使用EventingBasicConsumer或者继承DefaultBasicConsumer来创建消费者,事件驱动就不会有这个问题了

上面的代码需要注意以下几点:

  1. 想要通过guest账户指定ip连接需要修改loopback_users配置
  2. 我们调用QueueDeclare函数声明一个队列,如果设置了队列持久化,即使重启服务队列仍然在。如果不是持久化,即使消息全都被消费了,只要服务没有重启,队列仍然存在。RabbitMQ不允许你使用不同的参数重新定义一个已经存在的队列,所以要么删除队列要么重新命名一个队列,删除队列可以通过管理界面来删除或者调用QueueDelete函数。
  3. 队列如果存在声明一次就够了,如果多次声明了一样的队列将不会有任何异常,但是如果消费者绑定了一个不存在的队列是会发生异常的:**_channel.BasicConsume**,所以习惯是在Woker中将需要监听的队列先声明一遍
  4. 排他队列:大概意思就是通过连接connectionA声明一个排他队列之后,以后也只能通过连接connectionA来访问该队列,其他连接一旦访问就会报队列被锁定的错误,这个实在想不到应用场景
  5. 队列持久化代表的是重启服务后队列仍然在,想要队列里的消息仍然存在需要同时设置消息持久化,但是如果只设置消息持久化不设置队列持久话也没有意义。但这也并不一定能保证消息一定不会丢失。首先必须要有消息确认机制来保证消息一定被正确消费了。最主要的问题是消息写入到磁盘需要一定的时间,如果服务接收到消息没有来得及写入磁盘就挂掉了,那么这个消息就丢失了,对于这一点可以查询一下RabbitMQ集群相关的文章
  6. 默认发送的消息都需要消费者确认,可以通过设置autoAct为true来自动确认消息,也可以调用BasicAck函数确认,总之如果消息需要确认,一定要在消息处理完成之后进行确认。如果当前消费者未确认的消息达到了perfetchCount的数量时,该消费者便无法再接收新的消息。 当消费者连接关闭之后未被确认的消息很快就会被退回。
  7. 可以通过BasicNack()函数将消息重新塞回队列,如果消息未确认消费者断开链接,消息也会退回。需要注意的是:如果不是因为程序异常而仅仅是因为业务逻辑上的错误,则不应该手动退回消息,否则退回的消息永远也无法被消费掉
  8. 我上面定义的消费者原本是想要多次实例化Receive来模拟多个消费者的,然而事实证明并不好用,想要模拟多个消费者还是需要打开多个程序
  9. EventingBasicConsumer的监听会创建一个前台线程一直在运行,所以在winform中如果关闭程序需要dispose掉connection占用的线程

轮询调度

轮询调度就是同时运行多个消费者,当任务数量很多的时候RabbitMQ会将消息分发给不同的消费者(Worker)来减轻压力,想要让RabbitMQ公平的分发任务,需要在worker中用以下代码来设置一个worker的最大未确认消息数量

channel.BasicQos(0, 1, false);

BasicQos方法接收三个参数:

prefetchSize:消费者接收消息的长度,如果长度在小于等于设定值,则接收,如果设置0,则不限消息长度

prefetchCount:消费者可同时缓存的最大消息数量,假设数值设为2,那么队列会向该woker推送两条消息,直到该Woker处理了该消息(处理指的是Act或者nack),队列才会再次向该woker推送新的消息。

上面的势力中,参数prefetchCount=1就代表此Worker同时只会处理一条消息,如果当前的消息没有处理完毕(没有act),rabbitmq就会把剩下的任务发送给其他的worker,如果所有的worker都很忙,消息久会在队列中排队等待

绑定

上面的一个示例中我们用的是默认的交换机发送消息,我们可以通过给exchange赋值来使用指定的交换机,通过QueueBind将交换机与队列进行绑定

_channel.QueueBind("log1", "logs", "info");

声明一个交换机的代码如下

_channel.ExchangeDeclare("logs", ExchangeType.Direct, false, false);

我们将队列log1绑定到了交换机:logs上,路由为info,交换机的类型为Direct,Direct代表的是路由完全匹配,现在我们向logs交换机发送一条消息,路由为info,队列log1就会接收到消息了

channel.BasicPublish(exchange: "logs", routingKey: "info", basicProperties: props, body: body);

队列和交换机的关系是多对多的,交换机的类型常用的有三个:Direct,Fanout,Topic,Headers

Direct:要求路由键完全匹配

Fanout:忽略路由键,给所有绑定到交换机上的队列都发送消息

Topic:模糊匹配,通过字母配合符号“*”和“#”来设置路由键

Headers:Headers类型用的比较少,它也忽略路由键,而是匹配交换机的headers,headers为键值对的hashtable,对publisher和consumer两边设置的header进行匹配,需要指定匹配的方式是 all还是any,具体代码可看github

下面展示了一个使用direct类型交换机的相关代码

public class LogDirectPub
{
    public void SendMsg(string message)
    {
        var factory = new ConnectionFactory() { HostName = "192.168.1.15", Port = 5672, UserName = "guest", Password = "guest" };
        //创建一个连接,连接到服务器:
        using (var connection = factory.CreateConnection())
        {
            using (var channel = connection.CreateModel())
            {
                var props = channel.CreateBasicProperties();
                var body = Encoding.UTF8.GetBytes(message);
                channel.BasicPublish(exchange: "logs", routingKey: "info", basicProperties: props, body: body);
                channel.BasicPublish(exchange: "logs", routingKey: "error", basicProperties: props, body: body);
                Console.WriteLine("发送消息{0}", message);
            }
        }
    }
}


public class LogDirectConsumer : IDisposable
{
    private static ConnectionFactory factory;
    private static IConnection connection;
    static LogDirectConsumer()
    {
        factory = new ConnectionFactory() { HostName = "localhost" };
    }
    public void ReceiveMsg(Action callback)
    {
        if (connection == null || !connection.IsOpen)
            connection = factory.CreateConnection();
        IModel _channel = connection.CreateModel();
        _channel.ExchangeDeclare("logs", ExchangeType.Direct, false, false);
        _channel.QueueDeclare(queue: "log1", durable: false, exclusive: false, autoDelete: false, arguments: null);
        _channel.QueueBind("log1", "logs", "info");
        _channel.QueueBind("log1", "logs", "error");
        _channel.BasicQos(prefetchSize: 0, prefetchCount: 1, global: false);
        var consumer = new EventingBasicConsumer(_channel);
        consumer.Received += (model, ea) =>
        {
            var body = ea.Body;
            var message = Encoding.UTF8.GetString(body);
            callback($"log1Write.message:{ea.RoutingKey}:{message}");
            //模拟消息处理需要两秒
            Thread.Sleep(2000);
            _channel.BasicAck(ea.DeliveryTag, false);
        };
        string result = _channel.BasicConsume(queue: "log1", autoAck: false, consumer: consumer);
    }
    public void Dispose()
    {
        if (connection != null && connection.IsOpen)
            connection.Dispose();
    }
}

RabbitMQ Management HTTP API

RabbitMQ有一套自己的http/api,地址为http://192.168.1.15:15672/api,可以查询你想查的所有信息配置,通过这些api,我们可以自己实现RabbitMQ的监控管理,英文看的头痛,这里有一篇中文的翻译文档:http://www.blogjava.net/qbna350816/archive/2016/08/13/431575.html

这是一个获取所有队列的简单示例:

    string username = "guest";
    string password = "guest";
    string queuesUrl = "http://localhost:15672/api/queues";
    /// 
    /// 查询所有队列
    /// 
    /// 
    public string GetAllQuenes()
    {
        string jsonContent = GetApiResult(queuesUrl).Result;
        List queues = JsonConvert.DeserializeObject>(jsonContent);
        return JsonConvert.SerializeObject(queues);
    }

    private async Task GetApiResult(string Url)
    {
        var client = new HttpClient();
        var passByte = Encoding.UTF8.GetBytes(string.Format("{0}:{1}", username, password));
        client.DefaultRequestHeaders.Authorization = new System.Net.Http.Headers.AuthenticationHeaderValue("Basic", Convert.ToBase64String(passByte));
        using (HttpResponseMessage response = await client.GetAsync(Url).ConfigureAwait(false))
        {
            string result = await response.Content.ReadAsStringAsync().ConfigureAwait(false);
            return result;
        }
    }

自定义Consumer

之前说过用QueueingBasicConsumer会有性能问题,但是eventconsumer无法阻塞线程,对于某些需要阻塞线程的功能用起来不太方便,这时我们就可以自定义一个Consumer继承DefaultBasicConsumer,只需要实现其中的HandleBasicDeliver函数就可以了,下面是我定义的一个consumer,用来实现后面的Rpc客户端

public class QueueingConsumer : DefaultBasicConsumer
{
    private IModel _channel;
    private BasicDeliverEventArgs args = new BasicDeliverEventArgs();

    private AutoResetEvent argResetEvent = new AutoResetEvent(false);
    public QueueingConsumer(IModel channel)
    {
        _channel = channel;
    }
    public override void HandleBasicDeliver(string consumerTag,
       ulong deliveryTag,
       bool redelivered,
       string exchange,
       string routingKey,
       IBasicProperties properties,
       byte[] body)
    {
        args = new BasicDeliverEventArgs
        {
            ConsumerTag = consumerTag,
            DeliveryTag = deliveryTag,
            Redelivered = redelivered,
            Exchange = exchange,
            RoutingKey = routingKey,
            BasicProperties = properties,
            Body = body
        };
        argResetEvent.Set();
    }

    public void GetResult(Action callback)
    {
        argResetEvent.WaitOne();
        callback(args);
    }

}

RPC实现

Rpc是什么不用多说了,反正我也就知道他是远程过程调用嘛。用RabbitMQ来实现Rpc,官网有一篇简单的示例,但个人感觉RabbitMQ并不太适合做Rpc。不过用这个示例作为对RabbitMQ的一个学习成果实践还是蛮不错的,下面请看代码:

public class RpcPub
{
    public async Task SendMsg(string message)
    {
        ConnectionFactory factory = RabbitMQHelper.ConFactory;
        //创建一个连接,连接到服务器:
        using (var connection = factory.CreateConnection())
        {
            using (var channel = connection.CreateModel())
            {
                //定义一个临时的队列,用来接收返回的消息
                string replyQueueName = channel.QueueDeclare().QueueName;
                var consumer = new QueueingConsumer(channel);
                //监听该临时队列,自动act消息
                channel.BasicConsume(queue: replyQueueName, autoAck: true, consumer: consumer);


                string corrId = Guid.NewGuid().ToString();
                var props = channel.CreateBasicProperties();
                //定义ReplyTo让服务端知道返回消息给哪个路由
                props.ReplyTo = replyQueueName;
                //定义CorrelationId作为消息的唯一关联ID
                props.CorrelationId = corrId;

                var messageBytes = Encoding.UTF8.GetBytes(message);
                channel.BasicPublish(exchange: "", routingKey: "rpc_queue", basicProperties: props, body: messageBytes);
                Task result = new Task(() =>
                {
                    while (true)
                    {
                        string replystr = string.Empty;
                        consumer.GetResult((args) =>
                        {
                            if (args.BasicProperties.CorrelationId == corrId)
                            {
                                replystr = Encoding.UTF8.GetString(args.Body);
                            }
                        });
                        if (replystr != string.Empty)
                            return replystr;
                    }
                });
                result.Start();
                return await result;
            }
        }
    }
}


public class RpcConsumer : IDisposable
{

    private ConnectionFactory factory = RabbitMQHelper.ConFactory;
    private IConnection connection;


    public void ReceiveMsg(Action callback)
    {
        if (connection == null || !connection.IsOpen)
            connection = factory.CreateConnection();
        IModel channel = connection.CreateModel();

        channel.QueueDeclare(queue: "rpc_queue", durable: false, exclusive: false, autoDelete: false, arguments: null);
        //channel.BasicQos(0, 1, false);
        var consumer = new EventingBasicConsumer(channel);

        consumer.Received += (model, arg) =>
        {
            var props = arg.BasicProperties;
            var replyProps = channel.CreateBasicProperties();
            replyProps.CorrelationId = props.CorrelationId;
            callback($"接收到消息:{Encoding.UTF8.GetString(arg.Body)}");
            var responseBytes = Encoding.UTF8.GetBytes($"成功接收你的消息:{ Encoding.UTF8.GetString(arg.Body)}");
            channel.BasicPublish(exchange: "", routingKey: props.ReplyTo, basicProperties: replyProps, body: responseBytes);
            channel.BasicAck(deliveryTag: arg.DeliveryTag, multiple: false);
        };
        channel.BasicConsume(queue: "rpc_queue", autoAck: false, consumer: consumer);

    }
    public void Dispose()
    {
        if (connection != null && connection.IsOpen)
            connection.Dispose();
    }

}

基本流程:

  1. 当客户端发送消息之前,创建一个匿名的回调队列channel.QueueDeclare(),并监听该队列。
  2. 客户端获取匿名队列的名称,在请求中设置2个属性:replyTo=回调队列名称;CorrelationId=请求关联的唯一id
  3. 客户端发送请求到rpc_queue队列中。
  4. RPC服务器端监听rpc_queue队列中的请求,当请求到来时,服务器端会处理消息,返回结果发送到replyTo指定的队列,在请求中设置1个属性:CorrelationId=请求过来的CorrelationId
  5. 客户端监听的队列收到消息,检查correlationId是否与之前生成的匹配,匹配成功返回结果。
  6. 对于为什么要验证correlationId这一项,有两个原因,1.消息可能并不是rpc服务器发送的 2.rpc服务如果在某个阶段突然挂掉,可能会发送一个不包含correlationId的消息

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publish confirm

在消费端可通过消息确认机制来保证队列的正常消费 ,在服务端可通过数据持久化到磁盘保证数据的不丢失 ,发送端同样可以使用publish confrim机制来保证数据的正确发送

confirm有普通模式WaitForConfirms和批量模式WaitForConfirmsOrDie

具体流程为:标记该消息需要confirm,发送消息,等待confirm结果。一个保证消息可靠性的相关代码体现为:

var props = channel.CreateBasicProperties();
props.Persistent = true;
var body = Encoding.UTF8.GetBytes("hi");
channel.ConfirmSelect();
channel.BasicPublish(exchange: "ali", routingKey: "ali.point", mandatory: true, basicProperties: props, body: body);
//获取rabbitmq服务返回的消息
channel.BasicReturn += Channel_BasicReturn;
try
{
    bool pubAct = channel.WaitForConfirms();
    if (!pubAct)
        Console.WriteLine("消息发送失败");
}
catch (Exception)
{
    Console.WriteLine("消息发送失败");
}

用了confirm机制之后,发送一条消息会遇到以下几种情况:

1.消息成功发送到交换机,成功匹配到队列,pubAct=true
2.消息成功发送到交换机,没有队列绑定该路由,pubAct=true。 此时如果设置mandatory=true,则会触发BasicReturn事件,通知路由未匹配到任何队列,如果mandatory=false,消息直接抛弃
3.交换机名称未定义,或消息发送失败,抛出异常
4.消息成功发送到交换机之后,尚未持久化到磁盘,pubAct=false (尚未验证,消息确认失败的情况不太容易模拟,所以这条结论不一定准确)