12--RabbitMQ消息队列

前言：前面一章内容太多，写了kafka，这里就写一下同类产品rabbitmq，rabbitmq内容较少，正好用来过度一下，概念还是会用一些例子来说明，实际部署的内容会放在概念之后。

1、基础概念

1.1、MQ消息队列简介

MQ 全称为Message Queue, 消息队列。是一种应用程序对应用程序的通信方法。应用程序通过读写出入队列的消息（针对应用程序的数据）来通信，而无需专用连接来链接它们。消息传递指的是程序之间，通过在消息中发送数据进行通信，而不是通过直接调用彼此来通信。队列的使用除去了接收和发送应用程序，同时执行的要求。在项目中，将一些无需即时返回且耗时的操作提取出来，进行了异步处理，而这种异步处理的方式，大大的节省了服务器的请求响应时间，从而提高了系统的吞吐量。

想象你在一家快餐店里点餐。通常情况下，你会排队等待点餐和取餐，这可能会花费很长时间，特别是在高峰时段。现在，快餐店引入了一个新的系统：你可以在点餐时拿到一个号码牌，然后继续坐下或者做其他事情。当你的餐点准备好时，店员会按照号码牌号叫你去取。这样一来，你不必在柜台前等待，可以自由地做其他事情，而店员也能够更高效地处理点餐和准备食物，避免了大家在柜台前的拥堵和等待。

在这个比喻中：

号码牌就像消息队列中的消息，每个点餐的顾客（应用程序）都有一个唯一的号码（消息），用来标识自己的订单（任务）。
店员就像消息队列的处理程序，负责处理顾客（应用程序）的订单（任务），并通知顾客（应用程序）何时可以取餐（任务完成）。
等待时间减少，就像消息队列能够减少应用程序之间直接等待的时间，提高系统的效率和吞吐量

1.2、消息队列核心功能

解耦(将不同的系统分离开)：避免操作等待时长不同的俩个系统互相浪费资源

冗余(存储)：主要是用于存储请求

扩展性：扩充消息队列应对可能的数据流

削峰：核心功能，即时流量，闲时处理

可恢复性：数据丢失可以恢复

顺序保证：保证访问顺序

缓冲：作为大量数据（消息）的暂存点

异步通信：减少应用程序之间直接等待的时间

1.3、消息队列分类

1）P2P模式（安全）

Point-to-Point(P2P)点到点，P2P模式包含三个角色：

1.消息队列（Queue）

2.发送者(Sender)

3.接收者(Receiver)。

每个消息都被发送到一个特定的队列，接收者从队列中获取消息。队列保留着消息，直到它们被消费或超时。 P2P的特点如下：

• 每个消息只有一个消费者（Consumer），即一旦被消费，消息就不再在消息队列中

• 发送者和接收者之间在时间上没有依赖性，也就是说当发送者发送了消息之后，不管接收者有没有正在运行它不会影响到消息被发送到队列 • 接收者在成功接收消息之后，需向队列应答成功。

• 如果希望发送的每个消息都会被成功处理的话，那么需要P2P模式

2）Pub/Sub模式（并发）

Pub/Sub模式包含三个角色：

主题（Topic）

发布者（Publisher）

订阅者（Subscriber）。

多个发布者将消息发送到Topic，系统将这些消息传递给多个订阅者。Pub/Sub的特点如下：

• 每个消息可以有多个消费者 • 发布者和订阅者之间有时间上的依赖性。针对某个主题（Topic）的订阅者，它必须创建一个订阅者之后，才能消费发布者的消息

• 为了消费消息，订阅者必须保持运行的状态 • 如果希望发送的消息可以不被做任何处理、或者只被一个消息者处理、或者可以被多个消费者处理的话，那么可以采用Pub/Sub模型

主要是应对超高并发，成本远高于第一种。

1.4、同类产品

Kafka：属于Apache，上一章内容

RabbitMQ：RabbitMQ是使用Erlang语言开发的开源消息队列系统，基于AMQP协议来实现，RabbitMQ比Kafka可靠。

RocketMQ：RocketMQ是阿里开源的消息中间件，它是纯Java开发，阿里用的多。

1.5、RabbitMQ简介

RabbitMQ是一个在AMQP（Advanced Message Queuing Protocol ）基础上实现的，可复用的企业消息系统。它可以用于大型软件系统,各个模块之间的高效通信，支持高并发，支持可扩展。它支持多种客户端如：Python、Ruby、.NET、Java、JMS、C、PHP、ActionScript、XMPP、STOMP等，支持AJAX，持久化，用于在分布式系统中存储转发消息，在易用性、扩展性、高可用性等方面表现不俗。

RabbitMQ是使用Erlang编写的一个开源的消息队列，本身支持很多的协议：AMQP，XMPP, SMTP, STOMP，也正是如此，使的它变的非常重量级，更适合于企业级的开发。它同时实现了一个Broker构架，这意味着消息在发送给客户端时先在中心队列排队，对路由(Routing)、负载均衡(Load balance)或者数据持久化都有很好的支持。

1.6、RabbitMQ架构图示

RabbitMQ从整体上来看是一个典型的生产者消费者模型，主要负责接收、存储和转发消息

1.7、基础术语

这部分内容在工作中基本用不上，只是辅助理解一下

Message (消息)：消息由消息头和消息体组成。消息体是不透明的，包含一些可选属性，如路由键 (routing-key)、优先级 (priority)、持久性存储 (delivery-mode) 等。

Publisher (消息生产者)：发布者是向交换器发送消息的客户端程序，例如一个Java或PHP程序。

Exchange (交换器)：交换器接收发布者发送的消息，并根据规则将消息路由到一个或多个队列中去。消息必须经过交换器才能进入队列。

Queue (消息队列)：队列用于存储消息，直到消费者连接并将其取走。队列是消息的容器和终点，可以由一个或多个发布者投递消息。

Binding (绑定)：绑定定义了交换器和队列之间的关联规则。基于路由键，绑定将消息从交换器路由到相应的队列中。

Virtual Host (虚拟主机)：虚拟主机是独立的消息服务器区域，包含交换器、队列及相关对象。每个虚拟主机有自己的身份认证和加密环境，可以看作是RabbitMQ的一个小型实例。

Broker (代理)：代理是RabbitMQ的服务器实体，类似于在Linux上创建的虚拟机。

Connection (连接)：连接是RabbitMQ服务器和应用程序服务之间的TCP连接。

Channel (信道)：信道是在TCP连接内创建的虚拟连接，用于在服务器和客户端之间传递消息。一条TCP连接可以包含多个信道，用于并行地发送、接收和订阅消息。

Consumer (消息消费者)：消费者是从消息队列中获取消息的客户端应用程序，与生产者类似，是处理消息的程序。

消息是像是装在信封里的邮件，它由消息头和消息体组成。消息体是不透明的，包含了一些可选属性，如邮件的送达地址、优先级别、是否需要特殊保护等。发布者就像是寄信人，负责将信封（消息）投递到邮箱（交换器）里。你可以把发布者想象成是发送电子邮件的Java或PHP程序。交换器是一个智能的邮局，它接收发布者寄来的信件（消息），然后根据地址（路由键）将这些信件发送到正确的邮箱（队列）里。消息必须先经过交换器，才能最终进入队列中等待被取走。队列就像是一个装满信件的邮箱，它保存信件直到有消费者来取走。队列不仅是存储消息的地方，也是消息的目的地。一个消息可以被寄到一个或多个邮箱里，这取决于发布者的设定。消息会一直留在队列里，直到有消费者连接到队列并把它取走为止。绑定就像是一条明确的送达规则，连接了邮箱（队列）和寄信人（交换器）。通过绑定，可以根据地址（路由键）将交换器和队列联系起来，使交换器像是一个根据地址送信的邮递员。虚拟主机就像是一片独立的邮政区域，其中包含了若干个交换器、队列和相关的物件。每个虚拟主机都有自己独特的身份认证和安全加密环境。在RabbitMQ中，虚拟主机可以看作是一个完整的消息服务器，拥有自己的邮箱、邮递员和规则。代理可以理解为RabbitMQ的实际运行服务器，就像是在计算机系统中创建的一个虚拟邮局。连接是建立在RabbitMQ服务器和应用程序服务之间的通道，就像是打开了一条电线，让信件可以在两者之间传递。信道是连接中的虚拟通道，可以理解为一条独立的光纤。在一条连接上可以创建多个信道，每个信道独立处理消息的发送、接收和订阅。消费者就像是一个专门去邮箱里取信的人，它表示一个从队列中取走消息的客户端程序。消费者和发布者类似，只不过它们的工作是接收和处理消息。

1.8、RabbitMQ的通信过程

这是关于RabbitMQ通信过程的整理：

生产者 P1 发送消息： P1生产消息并将其发送到RabbitMQ服务器的 Exchange。
Exchange 接收消息： Exchange接收到消息后，根据消息的 ROUTING KEY 将消息路由到匹配的 Queue1。
Queue1 接收消息： Queue1收到消息并将其存储，准备发送给订阅者。
消费者 C1 订阅消息：订阅者 C1 已经订阅了 Queue1 中的消息。
C1 接收消息： Queue1将消息发送给订阅者 C1，C1接收到消息并进行处理。
C1 发送 ACK 确认： C1处理完消息后，向 Queue1 发送 ACK 确认消息，表示已成功接收并处理了消息。
Queue1 收到 ACK： Queue1收到 ACK 后，确认消息已成功传递给订阅者，并可以安全地删除队列中缓存的此条消息。

这个流程展示了RabbitMQ中消息从生产者到消费者的完整传递过程，包括消息的路由、存储和确认处理。

2、单机部署RabbitMQ

2.1、基础环境

环境已更换国内源与epel源，三台之间域名解析已配置，防火墙和selinux已关闭。

主机名需配置完毕重新加载，否则后续无法设置节点！！！

IP	角色/主机名/域名
192.168.188.128	rabbitmq1
192.168.188.129	rabbitmq2
192.168.188.130	rabbitmq3

2.2、安装Erlang

这里官网推荐的方式为配置erlang源，然后使用yum下载，这种方式适用于外网环境较稳定的操作环境

[root@rabbitmq1 ~]# wget https://objects.githubusercontent.com/github-production-release-asset-2e65be/47679505/a5e9b597-d9aa-44a2-960f-670142bae779?X-Amz-Algorithm=AWS4-HMAC-SHA256&X-Amz-Credential=releaseassetproduction%2F20240705%2Fus-east-1%2Fs3%2Faws4_request&X-Amz-Date=20240705T132027Z&X-Amz-Expires=300&X-Amz-Signature=4b4e673b94952cf24ce0086e6a957ea2e584553fda51bacae46a8031b502b189&X-Amz-SignedHeaders=host&actor_id=0&key_id=0&repo_id=47679505&response-content-disposition=attachment%3B%20filename%3Derlang-23.3.4.18-1.el7.x86_64.rpm&response-content-type=application%2Foctet-stream
[root@rabbitmq1 ~]# yum install -y  erlang-23.3.4.18-1.el7.x86_64.rpm

2.3、安装RabbitMQ

这里有时候会断连，多试几次

[root@rabbitmq1 ~]# wget https://github.com/rabbitmq/rabbitmq-server/releases/download/v3.7.13/rabbitmq-server-3.7.13-1.el7.noarch.rpm
[root@rabbitmq1 ~]# yum install -y rabbitmq-server-3.7.13-1.el7.noarch.rpm

2.4、修改配置文件

[root@rabbitmq1 ~]# cp /usr/share/doc/rabbitmq-server-3.7.13/rabbitmq.config.example /etc/rabbitmq/rabbitmq.config
[root@rabbitmq1 ~]# vim /etc/rabbitmq/rabbitmq.config#    去掉注释%%和逗号，如下图所示，此处为开启默认账号

2.5、安装插件并启动服务

安装启动rabbitmq管理插件，启动rabbitmq，查看节点状态

[root@rabbitmq1 ~]# rabbitmq-plugins enable rabbitmq_management
Enabling plugins on node rabbit@rabbitmq1:
rabbitmq_management
The following plugins have been configured:rabbitmq_managementrabbitmq_management_agentrabbitmq_web_dispatch
Applying plugin configuration to rabbit@rabbitmq1...
The following plugins have been enabled:rabbitmq_managementrabbitmq_management_agentrabbitmq_web_dispatchset 3 plugins.
Offline change; changes will take effect at broker restart.
[root@rabbitmq1 ~]# systemctl restart rabbitmq-server
[root@rabbitmq1 ~]# rabbitmqctl cluster_status
Cluster status of node rabbit@rabbitmq1 ...
[{nodes,[{disc,[rabbit@rabbitmq1]}]},{running_nodes,[rabbit@rabbitmq1]},{cluster_name,<<"rabbit@rabbitmq1">>},{partitions,[]},{alarms,[{rabbit@rabbitmq1,[]}]}]

2.6、使用浏览器访问

访问rabbitmq服务器的15672端口，默认用户名/密码：guest/guest

2.7、web页面管理

这里为开发人员使用，运维尽量不要去这个页面，这里需要开发人员根据项目需要配置，运维只负责搭建环境！！！

添加用户

2.8、使用命令行进行管理

执行以下操作

[root@rabbitmq1 ~]# rabbitmqctl list_queues#    查看所有的队列Timeout: 60.0 seconds ...
Listing queues for vhost / ...
[root@rabbitmq1 ~]# rabbitmqctl reset#    清除所有的队列Error: this command requires the 'rabbit' app to be stopped on the target node. Stop it with 'rabbitmqctl stop_app'.
Arguments given:resetUsage:
rabbitmqctl [-n <node>] [-l] [-q] reset
[root@rabbitmq1 ~]# rabbitmqctl add_user yonghuming zheshimima#    添加用户，语法看命令拼音部分Adding user "yonghuming" ...
[root@rabbitmq1 ~]# rabbitmqctl set_user_tags yonghuming administrator#    分配角色为管理员Setting tags for user "yonghuming" to [administrator] ...

返回web页面查看新增账号

授权用户操作步骤如下

[root@rabbitmq1 ~]# rabbitmqctl add_vhost xunizhujimingzi#    新增虚拟主机Adding vhost "xunizhujimingzi" ...[root@rabbitmq1 ~]# rabbitmqctl set_permissions -p xunizhujimingzi yonghuming ".*" ".*" ".*"
Setting permissions for user "yonghuming" in vhost "xunizhujimingzi" ...#    将新虚拟主机授权给新用户，后面三个”*”代表用户拥有配置、写、读全部权限

返回web页面查看

查看虚拟主机选项卡

3、RabbitMQ集群部署

3.1、简介

消息中间件RabbitMQ，一般以集群方式部署，主要提供消息的接受和发送，实现各微服务之间的消息异步。可以与负载均衡结合形成RabbitMQ+HA架构

3.2、原理介绍

1）cookie

RabbitMQ底层是通过Erlang架构来实现的，所以rabbitmqctl会启动Erlang节点，并基于Erlang节点来使用Erlang系统连接RabbitMQ节点，在连接过程中需要正确的Erlang Cookie和节点名称，Erlang节点通过交换Erlang Cookie以获得认证来实现分布式，所以部署Rabbitmq分布式集群时要先安装Erlang，并把其中一个服务的cookie复制到另外的节点。

2）内存节点和磁盘节点

RabbitMQ集群中，各个RabbitMQ为对等节点，即每个节点均提供给客户端连接，进行消息的接收和发送。节点分为内存节点和磁盘节点，区别是消息存储的位置不同，一般都建立为磁盘节点，为了防止机器重启后的消息消失；

3）普通模式和镜像模式

RabbitMQ的传统集群模式一般分为两种，普通模式和镜像模式。消息队列通过RabbitMQ HA镜像队列进行消息队列实体复制。

普通模式

普通模式下，以两个节点（rabbit01、rabbit02）为例来进行说明。对于消息队列来说，消息实体只存在于其中一个节点rabbit01（或者rabbit02），rabbit01和rabbit02两个节点仅有相同的元数据，即队列的结构。当消息进入rabbit01节点的Queue后，consumer从rabbit02节点消费时，RabbitMQ会临时在rabbit01、rabbit02间进行消息传输，把A中的消息实体取出并经过B发送给consumer。所以consumer应尽量连接每一个节点，从中取消息。即对于同一个逻辑队列，要在多个节点建立物理Queue。否则无论consumer连rabbit01或rabbit02，出口总在rabbit01，会产生瓶颈

镜像模式

镜像模式下，将需要消费的队列变为镜像队列，存在于多个节点，这样就可以实现RabbitMQ的HA高可用性。作用就是消息实体会主动在镜像节点之间实现同步，而不是像普通模式那样，在consumer消费数据时临时读取。缺点就是，集群内部的同步通讯会占用大量的网络带宽。

3.3、环境要求

1、所有节点需要再同一个局域网内；

2、所有节点需要有相同的 erlang cookie，否则不能正常通信，为了实现cookie内容一致，采用scp的方式进行。

3、准备三台虚拟机，配置相同

4、集群中所有节点都需要hosts文件解析

使用上一个示例的环境继续操作

三台全部安装安装Erlang，安装rabbitmq，修改配置文件同上一示例

3.4、安装插件并启动服务

[root@rabbitmq2 ~]# rabbitmq-plugins enable rabbitmq_management

[root@rabbitmq3 ~]# rabbitmq-plugins enable rabbitmq_management

此处不要启动！！！一定要保证三台机器的cookie内容一致

找到erlang cookie文件的位置，源码包部署一般会存在.erlang.cookie文件；rpm包部署一般是在/var/lib/rabbitmq/.erlang.cookie。将 node1 的该文件使用rsync或者是scp复制到 node2、node3，文件权限需要是400。

[root@rabbitmq1 ~]# scp -r /var/lib/rabbitmq/.erlang.cookie rabbitmq2:/var/lib/rabbitmq/.erlang.cookie
[root@rabbitmq1 ~]# scp -r /var/lib/rabbitmq/.erlang.cookie rabbitmq3:/var/lib/rabbitmq/.erlang.cookie
[root@rabbitmq1 ~]# cat /var/lib/rabbitmq/.erlang.cookie#    此处必须检查是否完全一致[root@rabbitmq2 ~]# cat /var/lib/rabbitmq/.erlang.cookie[root@rabbitmq3 ~]# cat /var/lib/rabbitmq/.erlang.cookie

启动rabbitmq

[root@rabbitmq1 ~]# systemctl restart rabbitmq-server
[root@rabbitmq2 ~]# systemctl restart rabbitmq-server
[root@rabbitmq3 ~]# systemctl restart rabbitmq-server

仅关闭2，3节点的对外连接（集群功能），不关闭rabbitmq服务

[root@rabbitmq2 ~]# rabbitmqctl stop[root@rabbitmq3 ~]# rabbitmqctl stop

将2，3暂时设置为独立节点运行

[root@rabbitmq2 ~]# rabbitmq-server -detached[root@rabbitmq3 ~]# rabbitmq-server -detached#    忽略此处pid文件不可写的警告，这个警告不影响后续操作

查看各个节点状态

[root@rabbitmq1 ~]# rabbitmqctl cluster_status
Cluster status of node rabbit@rabbitmq1 ...
[{nodes,[{disc,[rabbit@rabbitmq1]}]},{running_nodes,[rabbit@rabbitmq1]},{cluster_name,<<"rabbit@rabbitmq1">>},{partitions,[]},{alarms,[{rabbit@rabbitmq1,[]}]}]#    2，3此处省略。每台主机看到的只有一个的server信息。目前尚未组合成集群

添加用户并为其授权，此时每个节点是单独的一台RabbitMQ，下面来将他们组成集群。

1
[root@rabbitmq1 ~]# rabbitmqctl add_user  admin admin
Adding user "admin" ...
User "admin" already exists
[root@rabbitmq1 ~]# rabbitmqctl set_permissions -p "/" admin ".*" ".*" ".*"
Setting permissions for user "admin" in vhost "/" ...
[root@rabbitmq1 ~]# rabbitmqctl set_user_tags admin administrator
Setting tags for user "admin" to [administrator] ...
[root@rabbitmq1 ~]# 2
[root@rabbitmq2 ~]# rabbitmqctl add_user  admin admin
Adding user "admin" ...
[root@rabbitmq2 ~]# rabbitmqctl set_permissions -p "/" admin ".*" ".*" ".*"
Setting permissions for user "admin" in vhost "/" ...
[root@rabbitmq2 ~]# rabbitmqctl set_user_tags admin administrator
Setting tags for user "admin" to [administrator] ...
[root@rabbitmq2 ~]# 3
[root@rabbitmq3 ~]# rabbitmqctl add_user  admin admin
Adding user "admin" ...
[root@rabbitmq3 ~]# rabbitmqctl set_permissions -p "/" admin ".*" ".*" ".*"
Setting permissions for user "admin" in vhost "/" ...
[root@rabbitmq3 ~]# rabbitmqctl set_user_tags admin administrator
Setting tags for user "admin" to [administrator] ...
[root@rabbitmq3 ~]#

最后一步组成集群

rabbitmq-server 启动时，会一起启动：节点和应用，它预先设置RabbitMQ应用为standalone（脱机）模式。要将一个节点加入到现有的集群中，你需要停止这个应用，并将节点设置为原始状态。如果使用rabbitmqctl stop，应用和节点都将被关闭。所以使用rabbitmqctl stop_app仅仅关闭应用。（停应用，不停止节点）

此处以磁盘节点示例

2
[root@rabbitmq2 ~]# rabbitmqctl stop_app
Stopping rabbit application on node rabbit@rabbitmq2 ...
[root@rabbitmq2 ~]# rabbitmqctl join_cluster rabbit@rabbitmq1
Clustering node rabbit@rabbitmq2 with rabbit@rabbitmq1
[root@rabbitmq2 ~]# rabbitmqctl start_app
Starting node rabbit@rabbitmq2 ...completed with 3 plugins.3
[root@rabbitmq3 ~]# rabbitmqctl stop_app
Stopping rabbit application on node rabbit@rabbitmq3 ...
[root@rabbitmq3 ~]# rabbitmqctl join_cluster rabbit@rabbitmq1
Clustering node rabbit@rabbitmq3 with rabbit@rabbitmq1
[root@rabbitmq3 ~]# rabbitmqctl start_app
Starting node rabbit@rabbitmq3 ...completed with 3 plugins.

此时集群状态

[root@rabbitmq1 ~]# rabbitmqctl cluster_status
Cluster status of node rabbit@rabbitmq1 ...
[{nodes,[{disc,[rabbit@rabbitmq1,rabbit@rabbitmq2,rabbit@rabbitmq3]}]},{running_nodes,[rabbit@rabbitmq3,rabbit@rabbitmq2,rabbit@rabbitmq1]},{cluster_name,<<"rabbit@rabbitmq1">>},{partitions,[]},{alarms,[{rabbit@rabbitmq3,[]},{rabbit@rabbitmq2,[]},{rabbit@rabbitmq1,[]}]}]

正常工作中此时移交admin/admin账号给开发组即可

4、Rabbitmq+HAproxy

此处保留haproxy配置文件模板供复制粘贴使用

global log         127.0.0.1 local2chroot      /var/lib/haproxypidfile     /var/run/haproxy.pidmaxconn     4000user        haproxygroup       haproxydaemonstats socket /var/lib/haproxy/statsdefaults log        global mode       tcp option     tcplog option     dontlognull retries    3 option redispatch maxconn 2000 contimeout      5s clitimeout      120s srvtimeout      120s listen rabbitmq_cluster 0.0.0.0:80#作为代理的服务器的IP和端口mode      tcp balance roundrobin server rabbit1  192.168.188.128:15672 check inter 5000 rise 2 fall 2 server rabbit2  192.168.188.129:15672 check inter 5000 rise 2 fall 2        server rabbit3  192.168.188.130:15672 check inter 2000 rise 2 fall 3listen monitorbind 0.0.0.0:8100#监控页面的访问端口mode httpoption httplogstats enablestats uri /rabbitmqstatsstats refresh 30sstats auth admin:admin