RabbitMQ是一个开源的消息代理和队列服务器，用来在不同的应用之间共享数据。1983年，被认为是RabbitMQ的雏形的Teknekron创建，首次提出了消息总线的概念。中间经历过数个阶段的发展，一直到2004年，AMQP（Advanced Message Queuing Protcol）协议开发完成，这是一款具有开放标准的通信协议，它允许任何人都可以执行这一标准，编码标准的任何人都可以和任何AMQP供应商提供的MQ服务器进行交互。直到2007年，RabbitMQ 1.0正式诞生，RabbitMQ开始在金融、电信领域大面积的使用。

RabbitMQ使得生产者和消费者真正做到了解耦。引入了代理服务器，可以实现高可用和弹性的横向拓展。通过增加服务器实例的方式，RabbitMQ可以做到每秒处理百万级别的消息。本文主要介绍RabbitMQ的逻辑体系结构，先是简单介绍其整个体系架构以及相关名词的介绍，然后介绍RabbitMQ三种消息路由的方式（因第四种Header模式基本不会使用，这里不包括在内），最后介绍其典型的应用场景。

一、RabbitMQ的体系架构

我们知道RabbitMQ最初被用来主要是做应用之间的解耦，所以它的整体的架构大概分为三个部分：生产者（Publisher），消费者（Consumer）和消息代理（Broker）。其中最核心的是消息代理，其内部结构稍显复杂，主要针对不同的应用场景，实现不同的消息处理逻辑。我们先来看下RabbitMQ的逻辑架构图：

下面，分别对这些名词进行解释：

Publisher：消息的生产者

Broker：消息代理，通常是一个服务实体。

VHost：Virtual Host，主要用来隔离一批交换机、队列，在每个虚拟主机中都可以创建自己的交换机、队列和绑定，虚拟主机之间互相不可见。

Connection：一个网络连接

Channel：信道，AMQP中引入了信道进行消息的传递。主要是因为操作系统中创建和销毁一个TCP连接代价非常昂贵，信道的引入就是为了复用一个TCP连接，通过多线程的方式来传递消息。通常情况下，一个信道对应一个线程。

Exchange：用来接受消息，并负责把消息传递给队列。

Queue：用来存放消息的容器。

Binding：用来关联交换机和队列的绑定，只有绑定了之后，交换机才知道向哪个队列发送消息。

二、RabbitMQ的路由策略

根据交换机的类型，RabbitMQ的的路由策略可以分为三种：直连默认（Direct）、主题模式（topic）、广播模式（fanout）。接下来，我们分别进行介绍。不过，在此之前，我们需要先了解下RabbitMQ的消息发布的命令，因为结合这个命令，我们才能购真正理解RabbitMQ这几种路由策略的原理，笔者以Java代码的API来解释这个命令：

channel.basicPublish(String exchange, String routingKey, BasicProperties props, byte[] body);

exchange：交换机的名称，在直连模式下为空。

routingKey：路由键，直连模式下是队列的名称，主题模式下是主题的名称，广播模式下为空。

props：发送消息时附带的一些附加参数

body：发送的消息转换成的二进制数组

2.1 直连模式

所谓的直连模式，就是直连交换机直接将消息路由到对应的队列中。在直连模式下，使用basicPublish在publish消息时，routingKey必须设置成目标队列的名称。而exchange可以设置成我们创建的直连交换机的名称，如果设置则使用RabbitMQ安装时默认的直连交换机。

要想使用直连模式路由消息，必须先创建直连交换机。当安装完成RabbitMQ后，会默认创建1个直连交换机（下图中圈出部分），如果我们在basicPublish时不指定交换机名称，会使用这个默认交换机（直连模式下）：

除此之外，我们也可以创建支持直连模式的交换机，如下：

channel.exchangeDeclare("my-direct-exchange", "direct", true, false, null);

如上，我们创建了一个名称为my-direct-exchange的交换机，第二个参数指定了交换机的类型为direct类型。完成了交换机的创建之后，接下来创建一个队列my-queue用来接受交换机的消息：

channel.queueDeclare("my-queue", true, false, false, null);

最后，创建一个binding，将交换机和队列关联起来：

channel.queueBind("my-queue", "my-direct-exchange", "my-queue");

queueBind的第1个参数是要关联的队列名称，第2个参数是要关联的交换机名称，第三个参数是路由键，在直连模式下要填写队列名称。

完成了上述的过程之后，我们就创建了一套完整的直连交换机、队列和绑定，实现了以direct的方式路由消息。发布消息时，路由键填写队列名称：

channel.basicPublish("direct-exchange", "my-queue",...);

2.2 主题模式

RabbitMQ的第二种路由模式是topic模式，topic类型的交换机会根据发送消息的topic寻找使用binding绑定了该topic的的队列，然后将消息路由到该队列上。

需要注意的是，这种交换机和队列的关系是一对多的，也就是是说，多个队列可以通过同一个主题和同一个交换机绑定：

使用主题模式的路由策略，同样先创建topic类型的交换机：

channel.exchangeDeclare("topic-exchange", "topic", true, false, null);

topic-exchange：交换机名称

topic：交换机类型，固定是topic

队列的创建，这里不再演示，因为队列没有direct、topic和fanout类型之分，我们还是沿用上面创建的队列my-queue来进行接下来的说明。与direct路由策略的bind不同，在为topic交换机和队列创建bind时要明确得指出主题：

channel.queueBind("my-queue", "topic-exchange", "fruit");

可以看到，在第3个参数路由键中，我们明确得指出了topic为fruit。

然后，在发布消息时，也要明确得指出消息的topic：

channel.basicPublish("topic-exchange", "fruit",...);

2.3 广播模式

RabbitMQ最后一种路由策略是fanout模式，该模式的路由原理如下图：

在该模式下，只要将队列和fanout交换机进行了绑定，那么向fanout交换机发布的所有的消息都会路由到所有绑定的队列中。与之前创建两种类型的交换机类似，创建fanout交换机时，需要指定交换机的类型为fanout：

channel.exchangeDeclare("fanout-exchange", "fanout", true, false, null);

在创建bind时不需要指定路由键：

channel.queueBind("my-queue", "fanout-exchange", "");

在发布消息时，同样不需要指定路由键，fanout 交换机会把消息发送到所有绑定它上面的队列中：

channel.basicPublish("fanout-exchange", "", ...);

2.4 关于Exchange、Queue和Bind之间的关系

可能刚刚接触RabbitMQ的童鞋，会被这三者的关系绕晕。我最开始学习RabbitMQ时，也是花了很长时间才把这三者之间的关系梳理清楚。笔者这里所说的关系，是指1个Exchange对应1个Queue，或者1个Exchange对应多个Queue等这种数量上的对应关系。针对这种关系，最终我发现了一个事实，总结如下：

（1）三者之间这种数量上的对应关系和RabbitMQ的路由策略以及Exchange的类型无关。只要保证一个bind对应在创建时绑定了一个exchange和一个queue即可。

（2）一个exchange可以和多个queue通过多个bind对象绑定，不管exchange是什么类型。

（3）一个queue可以和多个exchange通过多个bind对象绑定，不管exchange是什么类型。

三、RabbitMQ的应用场景

笔者，根据RabbitMQ的特性和使用目的，将RabbitMQ的应用场景归为了三类：

• 将消费者和生产者解耦。

这是RabbitMQ被提出来最基本也是最初的目的。通过这种解耦，至少可以实现两种效果：

（1）原本需要轮询获取生产者消息的消费者代码，可以通过监听RabbitMQ队列实现有消息才处理，从而省去了轮询的过程。

（2）通过RabbitMQ主题交互机或者广播交换机，可以轻松实现当有新的消费者加入时，而不需要修改生产者代码。比如在充值时，我们可以发送一个充值事件，日志服务捕获充值事件后写入日志。如果后面有新的需求，比如积分服务，只需要新增积分服务即可，无需修改生产者代码。

• 实现分布式事务

实现分布式事务。利用RabbitMQ代理可持久化，可做高可用以及消息的ack机制，可以实现分布式事务，比如saga模式，ebay的本地事务表。

• 实现异步调用，提高性能。

在微服务架构的系统种，要实现某种业务往往需要调用多个其它服务的接口，如果采用同步调用的方式，需要在上一个接口调用完成之后再去调用下一个接口，性能势必不高。如果使用RabbitMQ作为代理进行异步调用，几乎可以实现和只调用一个接口同样的耗时。而且采用这种方式，还有一个好处，就是可以有选择地忽略完成该业务非必要地接口调用。

四、总结

本文主要介绍了RabbitMQ的体系结构、三种路由模式和应用场景，结合上文，现总结如下：

（1）RabbitMQ中通过vhost实现了数据的隔离，每个vhost下都有自己的exchange和queue，可以以vhost为单位对用户进行授权。

（2）RabbitMQ中有三种路由策略：

• direct策略 —— 需要创建direct exchange，和queue绑定时指定路由键为队列名称，在发布消息时需要以目标队列的名称作为路由键。

• topic策略 —— 需要创建topic exchange，和queue绑定时需要将明确的topic作为路由键，发布消息时需要将topic作为路由键。

• fanout策略 —— 需要创建fanout exchange，和queue绑定时无需指定路由键，发布消息时无需指定路由键。

（3）一个exchange可以和多个queue通过多个bind对象绑定，不管exchange是什么类型。

（4）一个queue可以和多个exchange通过多个bind对象绑定，不管exchange是什么类型。