MQ全稱為Message Queue, 是一種分散式應用程式的的通訊方法，它是消費-生產者模型的一個典型的代表，producer往訊息佇列中不斷寫入訊息，而另一端consumer則可以讀取或者訂閱佇列中的訊息。RabbitMQ是MQ產品的典型代表，是一款基於AMQP協議可複用的企業訊息系統。業務上，可以實現服務提供者和消費者之間的資料解耦，提供高可用性的訊息傳輸機制，在實際生產中應用相當廣泛。本文意在介紹Rabbitmq的基本原理，包括rabbitmq基本框架，概念，通訊過程等。

系統架構

Rabbitmq系統最核心的元件是Exchange和Queue，下圖是系統簡單的示意圖。Exchange和Queue是在rabbitmq server（又叫做broker）端，producer和consumer在應用端。

producer&Consumer

producer指的是訊息生產者，consumer訊息的消費者。

Queue

訊息佇列，提供了FIFO的處理機制，具有快取訊息的能力。rabbitmq中，佇列訊息可以設定為持久化，臨時或者自動刪除。

1. 設定為持久化的佇列，queue中的訊息會在server本地硬碟儲存一份，防止系統crash，資料丟失
2. 設定為臨時佇列，queue中的資料在系統重啟之後就會丟失
3. 設定為自動刪除的佇列，當不存在使用者連線到server，佇列中的資料會被自動刪除

Exchange

Exchange類似於資料通訊網路中的交換機，提供訊息路由策略。rabbitmq中，producer不是通過通道直接將訊息傳送給queue，而是先發送給Exchange。一個Exchange可以和多個Queue進行繫結，producer在傳遞訊息的時候，會傳遞一個ROUTING_KEY，Exchange會根據這個ROUTING_KEY按照特定的路由演算法，將訊息路由給指定的queue。和Queue一樣，Exchange也可設定為持久化，臨時或者自動刪除。

Exchange有4種類型：direct(預設)，fanout, topic, 和headers，不同型別的Exchange轉發訊息的策略有所區別：

1. Direct
   直接交換器，工作方式類似於單播，Exchange會將訊息傳送完全匹配ROUTING_KEY的Queue

2. fanout
   廣播是式交換器，不管訊息的ROUTING_KEY設定為什麼，Exchange都會將訊息轉發給所有繫結的Queue。

3. topic
   主題交換器，工作方式類似於組播，Exchange會將訊息轉發和ROUTING_KEY匹配模式相同的所有佇列，比如，ROUTING_KEY為user.stock的Message會轉發給繫結匹配模式為 * .stock,user.stock， * . * 和#.user.stock.#的佇列。（ * 表是匹配一個任意片語，#表示匹配0個或多個片語）

4. headers
   訊息體的header匹配（ignore）

Binding

所謂繫結就是將一個特定的 Exchange 和一個特定的 Queue 繫結起來。Exchange 和Queue的繫結可以是多對多的關係。

virtual host

在rabbitmq server上可以建立多個虛擬的message broker，又叫做virtual hosts (vhosts)。每一個vhost本質上是一個mini-rabbitmq server，分別管理各自的exchange，和bindings。vhost相當於物理的server，可以為不同app提供邊界隔離，使得應用安全的執行在不同的vhost例項上，相互之間不會干擾。producer和consumer連線rabbit server需要指定一個vhost。

通訊過程

假設P1和C1註冊了相同的Broker，Exchange和Queue。P1傳送的訊息最終會被C1消費。基本的通訊流程大概如下所示：

1. P1生產訊息，傳送給伺服器端的Exchange
2. Exchange收到訊息，根據ROUTINKEY，將訊息轉發給匹配的Queue1
3. Queue1收到訊息，將訊息傳送給訂閱者C1
4. C1收到訊息，傳送ACK給佇列確認收到訊息
5. Queue1收到ACK，刪除佇列中快取的此條訊息

Consumer收到訊息時需要顯式的向rabbit broker傳送basic.ack訊息或者consumer訂閱訊息時設定auto_ack引數為true。在通訊過程中，佇列對ACK的處理有以下幾種情況：

1. 如果consumer接收了訊息，傳送ack,rabbitmq會刪除佇列中這個訊息，傳送另一條訊息給consumer。
2. 如果cosumer接受了訊息, 但在傳送ack之前斷開連線，rabbitmq會認為這條訊息沒有被deliver,在consumer在次連線的時候，這條訊息會被redeliver。
3. 如果consumer接受了訊息，但是程式中有bug,忘記了ack,rabbitmq不會重複傳送訊息。
4. rabbitmq2.0.0和之後的版本支援consumer reject某條（類）訊息，可以通過設定requeue引數中的reject為true達到目地，那麼rabbitmq將會把訊息傳送給下一個註冊的consumer。

Publisher：

          是Message的生產者，Publisher這個Clients產生了一些Message。

Consumer：

          Message的消費者，Publisher產生的Message，最終要到達Consumer這個Clients，進行消費。

Exchange：

         指定訊息按什麼規則，路由到哪個Queue，Message訊息先要到達Exchange，在Server中承擔著從Produce接收Message的責任。

Queue：

         到達Exchange的訊息，根據制定的規則（Routing key）到達對應的Queue，在Server中承擔著裝載Message，是Message的容器，等待被消費出去。

Routing key：

         在Exchange和Queue之間隱藏有一條黑線，可以將這條黑線看成是Routing key，Exchange就是根據這些定義好的Routing key將Message送到對應的Queue中去，是Exchange和Queue之間的橋樑。

Broker：

        之前一直不理解這個Broker，其實Broker就是接收和分發訊息的應用，也就是說RabbitMQ Server就是Message Broker。

VirtualHost：

        虛擬主機，一個Broker裡可以開有多個VirtualHost，它的作用是用作不同使用者的許可權分離。 

Connection：

       是Publisher／Consumer和Broker之間的TCP連線。斷開連線的操作只會在Publisher/Consumer端進行，Broker不會斷開連線，除非出現網路故障或者Broker服務出現問題，Broker服務宕了。

Connection: Channel: 

        如果每一次訪問RabbitMQ就建立一個Connection，那在訊息量大的時候建立TCP Connection的開銷就會很大，導致的後果就是效率低下。

左邊的Client向右邊的Client傳送訊息，流程：
       第一：獲取Conection
       第二：獲取Channel
       第三：定義Exchange，Queue
       第四：使用一個RoutingKey將Queue Binding到一個Exchange上
       第五：通過指定一個Exchange和一個RoutingKey來將訊息傳送到對應的Queue上，
       第六：Consumer在接收時也是獲取connection，接著獲取channel，然後指定一個Queue，到Queue上取訊息，它對Exchange，RoutingKey及如何Binding都不關心，到對應的Queue上去取訊息就行了。
       

        一個Publisher Client傳送訊息，哪些Consumer Client可以收到訊息，在於Exchange，RoutingKey，Queue的關係上。