Kafka、RocketMq、ActiveMQ、RabbitMQ和Apache Pulsar都是現(xiàn)在使用的比較多的主流MQ，下面我們來介紹RabbitMQ的架構(gòu)設(shè)計。

    RabbitMQ使用Erlang語言開發(fā)消息隊列系統(tǒng)，基于AMQP協(xié)議（高級消息隊列協(xié)議）實(shí)現(xiàn)的一個開源的消息中間件，它允許應(yīng)用程序之間進(jìn)行異步通信，并且RabbitMQ提供了一種高效、可擴(kuò)展、可靠的消息傳遞機(jī)制。

1、RabbitMQ的架構(gòu)

    RabbitMQ有生產(chǎn)者和消費(fèi)者，并且生產(chǎn)者和消費(fèi)者之間是通過RabbitMQ Server來進(jìn)行連接的，這樣的異步通訊方式使得生產(chǎn)者和消費(fèi)者之間沒有強(qiáng)關(guān)聯(lián)，RabbitMQ的架構(gòu)圖如下所示：

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    RabbitMQ中有虛擬機(jī)（Virtual Host），虛擬機(jī)的作用是在一個完整的微服務(wù)架構(gòu)可以使用同一個套RabbitMQ服務(wù)，在不同的微服務(wù)之間是根據(jù)虛擬機(jī)來進(jìn)行區(qū)分的，如訂單系統(tǒng)使用一個虛擬機(jī)，商品系統(tǒng)使用自己的虛擬機(jī)，這樣不同的微服務(wù)使用它自己的虛擬機(jī)即可。

    同時虛擬機(jī)與虛擬機(jī)之間的數(shù)據(jù)是相互隔離，并不會互相產(chǎn)生影響，在虛擬機(jī)里面就存在了交換機(jī)（Exchange）和隊列（queue）。

    RabbitMQ與生產(chǎn)者、消費(fèi)者之間的連接是通過多個信道實(shí)現(xiàn)的，信道是建立在Connection之上的虛擬連接，當(dāng)應(yīng)用程序與RabbitMQ Broker建立TCP連接的時候，客戶端緊接著可以創(chuàng)建一個AMQP信道(Channel)，每個信道都會被指派一個唯一的ID，RabbitMQ是使用長連接來處理請求。

2、RabbitMQ的組件

2.1 生產(chǎn)者

    生產(chǎn)者是消息的發(fā)送方，它主要是負(fù)責(zé)產(chǎn)生并發(fā)送消息到RabbitMQ，生產(chǎn)者通常將消息發(fā)送到交換機(jī)（Exchange），如下圖所示：

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    為什么RabbitMQ將消息發(fā)送到交換機(jī)呢？假設(shè)RabbitMQ直接將消息投遞到隊列，如下圖所示：

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    在電商系統(tǒng)中如果用戶支付成功之后，需要通知訂單系統(tǒng)修改訂單的訂單狀態(tài)，通知商品系統(tǒng)扣減商品的庫存，此時支付系統(tǒng)的作為消息的生產(chǎn)者就需要通知消費(fèi)者訂單系統(tǒng)和商品系統(tǒng)。

    如果采用直接將消息發(fā)送給隊列的方式，由于訂單系統(tǒng)、商品系統(tǒng)是消費(fèi)的不同的隊列，此時支付系統(tǒng)就需要發(fā)送兩條訂單支付成功的MQ消息，為了解決這樣的問題，在RabbitMQ里面通常是先將消息發(fā)送到交換機(jī)，然后交換機(jī)再分發(fā)到不同的queue中。

2.2 交換機(jī)

    交換機(jī)（Exchange）是消息的分發(fā)中心，負(fù)責(zé)將接收到的消息路由到一個或多個隊列，如下圖所示：

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    交換機(jī)定義了消息的傳遞規(guī)則，可以根據(jù)規(guī)則將消息發(fā)送到一個或多個隊列上，如下是RabbitMQ的交換機(jī)類型：

（1）直連交換機(jī)(Direct Exchange)：將消息路由到與消息中的路由鍵(Routing Key)完全匹配的隊列。生產(chǎn)者在發(fā)送消息的時候可以添加一個routing key，同時在隊列中也會設(shè)置一個key，如果這兩個key完全匹配上了，才會將消息路由到這個隊列中。

（2）主題交換機(jī)(Topic Exchange)：根據(jù)通配符匹配路由鍵，將消息路由到一個或多個隊列。

（3）扇出交換機(jī)(Fanout Exchange)：將消息廣播到所有與交換機(jī)綁定的隊列，忽略路由鍵。

（4）頭部交換機(jī)(Headers Exchange)：根據(jù)消息頭中的屬性進(jìn)行匹配，將消息路由到與消息頭匹配的隊列。現(xiàn)在使用的比較少，因?yàn)樗男阅鼙容^低。

RabbitMQ的交換機(jī)推薦使用直連交換機(jī)和主題交換機(jī)和扇出交換機(jī)。

2.3 隊列

    消息隊列介于生產(chǎn)者和消費(fèi)者，本質(zhì)上就是一個類似鏈表的獨(dú)立進(jìn)程，列表里的每個節(jié)點(diǎn)是一個消息，如下圖所示：

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    實(shí)際的業(yè)務(wù)中，消息也分很多種類，如訂單消息、用戶消息、支付消息等等，為了更好的管理不同種類的消息數(shù)據(jù)進(jìn)而提供多個隊列，生產(chǎn)者生產(chǎn)的消息根據(jù)需要被投遞到不同的隊列中。同時每個隊列都設(shè)計為獨(dú)立的進(jìn)程，某個進(jìn)程掛了后不影響其他進(jìn)程正常工作，如下圖所示：

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    消息最終會被消費(fèi)者從隊列中取出并處理，每個隊列不僅有一個名稱，并且可以綁定到一個或多個交換機(jī)。

2.4 消費(fèi)者

    消費(fèi)者是消息的接收方，負(fù)責(zé)從隊列中獲取消息并進(jìn)行處理。消費(fèi)者通過訂閱隊列來接收消息。

2.5 綁定

    綁定是交換機(jī)和隊列之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系。生產(chǎn)者將消息發(fā)送到交換機(jī)，隊列通過綁定與交換機(jī)關(guān)聯(lián)，從而接收到消息，如下圖所示：

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2.6 虛擬主機(jī)

    虛擬主機(jī)是RabbitMQ的基本工作單元，每個虛擬主機(jī)擁有自己獨(dú)立的用戶、權(quán)限、交換機(jī)、隊列等資源，完全隔離于其他虛擬主機(jī)。

2.7 連接

    連接是指生產(chǎn)者、消費(fèi)者與RabbitMQ之間的網(wǎng)絡(luò)連接。每個連接可以包含多個信道(Channel)，每個信道是一個獨(dú)立的會話通道，可以進(jìn)行獨(dú)立的消息傳遞。

3、RabbitMQ的消息生產(chǎn)和消費(fèi)過程

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    RabbitMQ中生產(chǎn)者通過長鏈接的方式連接到Broker，然后生產(chǎn)的消息被發(fā)送到對應(yīng)的交換機(jī)上，此時交換機(jī)會將消息發(fā)送到對應(yīng)的隊列上存儲，最后消費(fèi)者就會來拉取消息來進(jìn)行處理，處理成功之后就會將這個消息進(jìn)行移除。