Message Queue

1 什么是MQ

MQ(message queue)，本质是个队列，FIFO 先入先出，只不过队列中存放的内容是message而已，同时是一种跨进程的通信机制，用于上下游传递消息。
在互联网架构中，MQ 是一种非常常见的上下游“逻辑解耦+物理解耦”的消息通信服务。使用了 MQ 之后，消息发送上游只需要依赖 MQ，不用依赖其他服务。

2 为什么要使用MQ

流量消峰

举个例子，如果订单系统最多能处理一万次订单，这个处理能力应付正常时段的下单时绰绰有余，正常时段我们下单一秒后就能返回结果。
但是在高峰期，如果有两万次下单操作系统是处理不了的，只能限制订单超过一万后不允许用户下单。
使用消息队列做缓冲，我们可以取消这个限制，把一秒内下的订单分散成一段时间来处理，这时有些用户可能在下单十几秒后才能收到下单成功的操作，但是比不能下单的体验要好。

应用解耦

以电商应用为例，应用中有订单系统、库存系统、物流系统、支付系统。用户创建订单后，如果耦合调用库存系统、物流系统、支付系统，任何一个子系统出了故障，都会造成下单操作异常。
当转变成基于消息队列的方式后，系统间调用的问题会减少很多，比如物流系统因为发生故障，需要几分钟来修复。在这几分钟的时间里，物流系统要处理的内存被缓存在消息队列中，用户的下单操作可以正常完成。当物流系统恢复后，继续处理订单信息即可，中单用户感受不到物流系统的故障，提升系统的可用性。

异步处理

有些服务间调用是异步的，例如 A 调用 B，B 需要花费很长时间执行，但是 A 需要知道 B 什么时候可以执行完，以前一般有两种方式，A 过一段时间去调用 B 的查询 api 查询。或者 A 提供一个 callback api，B 执行完之后调用 api 通知 A 服务。
这两种方式都不是很优雅，使用消息总线，可以很方便解决这个问题，A 调用 B 服务后，只需要监听 B 处理完成的消息，当 B 处理完成后，会发送一条消息给 MQ，MQ 会将此消息转发给 A 服务。这样 A 服务既不用循环调用 B 的查询 api，也不用提供 callback api。
同样 B 服务也不用做这些操作。A 服务还能及时的得到异步处理成功的消息。

Rabbit MQ

Rabbit MQ是一个在 AMQP(高级消息队列协议)基础上完成的，可复用的企业消息系统，是当前最主流的消息中间件之一。功能比较完备,健壮、稳定、易用、跨平台、支持多种语言
Rabbit MQ中有几个比较核心的概念：

• 生产：产生数据发送消息的程序是生产者
• 交换机：一方面它接收来自生产者的消息，另一方面它将消息推送到队列中。交换机类型将会决定交换机是将消息推送到特定队列还是推送到多个队列，亦或者是把消息丢弃。
• 队列：队列是 RabbitMQ 内部使用的一种数据结构，本质上是一个大的消息缓冲区。队列仅受主机的内存和磁盘限制的约束。许多生产者可以将消息发送到一个队列，许多消费者可以尝试从一个队列接收数据。
• 消费者：消费与接收具有相似的含义，大多时候是一个等待接收消息的程序。同一个应用程序中既可以有生产者也可以有消费者。

Rabbit MQ中的工作原理

Broker(交换机)：接收和分发消息的应用，RabbitMQ Server就是 Message Broker
Virtual host：出于多租户和安全因素设计，把AMQP的基本组件划分到一个虚拟的分组中，类似于网络中的namespace概念。当多个不同的用户使用同一个RabbitMQ server提供的服务时，可以划分出多个vhost，每个用户在自己的vhost创建 exchange/queue 等
Connection：publisher/consumer 和broker之间的 TCP 连接
Channel：Channel 是在 connection 内部建立的逻辑连接，如果应用程序支持多线程，通常每个 thread 创建单独的 channel 进行通讯，AMQP method 包含了 channel id 帮助客户端和 message broker 识别 channel，所以 channel 之间是完全隔离的。Channel作为轻量级的Connection 极大减少了操作系统建立 TCP connection 的开销
Exchange：message到达broker的第一站。根据分发规则，匹配查询表中的routing key，分发消息到queue中去。常用的类型有：direct (point-to-point), topic (publish-subscribe) and fanout(multicast)
Queue：消息最终被送到这里等待 consumer 取走
Binding：exchange 和 queue 之间的虚拟连接，binding 中可以包含 routing key，Binding 信息被保存到 exchange 中的查询表中，用于 message 的分发依据