Linux消息中间件-RabbitMQ

消息中间件

MQ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。

核心功能

1、解耦(将不同的系统分离开)
2、冗余(存储)
3、扩展性
4、削峰
5、可恢复性
6、顺序保证
7、缓冲
8、异步通信

工作模式

P2P模式

 P2P模式包含三个角色：消息队列（Queue）、发送者(Sender)、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

Pub/Sub模式

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

RabbitMQ详解

RabbitMQ简介

1、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。
2、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。

RabbitMQ特点

1、可靠性
2、灵活的路由
3、扩展性
4、高可用性
5、多种协议
6、多语言客户端
7、管理界面
8、插件机制

AMQP介绍

AMQP，即Advanced Message Queuing Protocol,一个提供统一消息服务的应用层标准高级消息队列协议,是应用层协议的一个开放标准,为面向消息的中间件设计。基于此协议的客户端与消息中间件可传递消息，并不受客户端/中间件不同产品，不同的开发语言等条件的限制。

RabbitMQ应用场景

对于一个大型的软件系统来说，它会有很多的组件或者说模块或者说子系统（subsystem or Component or submodule）。那么这些模块的如何通信？这和传统的IPC有很大的区别。传统的IPC很多都是在单一系统上的，模块耦合性很大，不适合扩展（Scalability）；如果使用socket那么不同的模块的确可以部署到不同的机器上，但是还是有很多问题需要解决。比如：
1）信息的发送者和接收者如何维持这个连接，如果一方的连接中断，这期间的数据会不会丢失？
2）如何降低发送者和接收者的耦合度？
3）如何让Priority高的接收者先接到数据？
4）如何做到load balance？有效均衡接收者的负载？
5）如何有效的将数据发送到相关的接收者？也就是说将接收者subscribe 不同的数据，如何做有效的filter。
6）如何做到可扩展，甚至将这个通信模块发到cluster上？
7）如何保证接收者接收到了完整，正确的数据？ AMDQ协议解决了以上的问题，而RabbitMQ实现了AMQP。

RabbitMQ常用术语

Broker：简单来说就是消息队列服务器实体。
Exchange：消息交换机，它指定消息按什么规则，路由到哪个队列。
Queue：消息队列载体，每个消息都会被投入到一个或多个队列。
Binding：绑定，它的作用就是把exchange和queue按照路由规则绑定起来。
Routing Key：路由关键字，exchange根据这个关键字进行消息投递。
vhost：虚拟主机，一个broker里可以开设多个vhost，用作不同用户的权限分离。
producer：消息生产者，就是投递消息的程序。
consumer：消息消费者，就是接受消息的程序。
channel：消息通道，在客户端的每个连接里，可建立多个channel，每个channel代表一个会话任务。

RabbitMQ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
在这里插入图片描述
RabbitMQ使用流程
AMQP模型中，消息在producer中产生，发送到MQ的exchange上，exchange根据配置的路由方式发到相应的Queue上，Queue又将消息发送给consumer，消息从queue到consumer有push和pull两种方式。消息队列的使用过程大概如下：

客户端连接到消息队列服务器，打开一个channel。
客户端声明一个exchange，并设置相关属性。
客户端声明一个queue，并设置相关属性。
客户端使用routing key，在exchange和queue之间建立好绑定关系。
客户端投递消息到exchange。
exchange接收到消息后，就根据消息的key和已经设置的binding，进行消息路由，将消息投递到一个或多个队列里。 exchange也有几个类型，完全根据key进行投递的叫做Direct交换机，例如，绑定时设置了routing key为”abc”，那么客户端提交的消息，只有设置了key为”abc”的才会投递到队列。

单机部署RabbitMQ

Linux部署RabbitMQ

1、环境

192.168.101.11 设置主机名和域名解析 rabbitmq1
192.168.101.12 设置主机名和域名解析 rabbitmq2
192.168.101.13 设置主机名和域名解析 rabbitmq3

2、安装Erlang

这里使用yum源进行安装。也可使用rpm包进行安装

yum -y install erlang

3、安装RabbitMQ

yum -y install rabbitmq-server-3.7.13-1.el7.noarch.rpm

4、修改配置文件

cp   /usr/share/doc/rabbitmq-server-3.7.13/rabbitmq.config.example  /etc/rabbitmq/rabbitmq.config

vim /etc/rabbitmq/rabbitmq.config

//打开配置文件，61行去掉注释%%和逗号
在这里插入图片描述

5、安装插件并启动服务

web管理界面工具

rabbitmq-plugins enable rabbitmq_management

systemctl restart rabbitmq-server

查看节点状态。（下图是node1节点）

[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,[]}]}]

6访问测试

http://127.0.0.1:15672
默认账号密码：guest/guest

单机部署到此完成

RabbitMQ集群部署

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。以下将介绍RabbitMQ+HA方式进行部署。

2、原理介绍

    （1）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）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，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）RabbitMQ的Cluster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。
    （4）   普通模式下，以两个节点（rabbit01、rabbit02）为例来进行说明。对于Queue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。
    双方存储元数据，消费时会出现瓶颈	
    （5） 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、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
192.168.101.11    设置主机名 rabbitmq1
192.168.101.12  设置主机名 rabbitmq2
192.168.101.13 设置主机名 rabbitmq3
操作系统：centos7.2以上
（4）集群中所有节点都需要hosts文件解析

	[root@rabbitmq1 ~]# cat /etc/hosts
127.0.0.1   localhost localhost.localdomain localhost4 localhost4.localdomain4
::1         localhost localhost.localdomain localhost6 localhost6.localdomain6
192.168.135.184 rabbitmq1
192.168.135.185 rabbitmq2
192.168.135.192 rabbitmq3

4、部署过程（每个节点都配置）

（1）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；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。
scp -r /var/lib/rabbitmq/.erlang.cookie rabbitmq2:/var/lib/rabbitmq/.erlang.cookie
scp -r /var/lib/rabbitmq/.erlang.cookie rabbitmq3:/var/lib/rabbitmq/.erlang.cookie
cat /var/lib/rabbitmq/.erlang.cookie

（2）rabbitmqctl stop
关闭rabbitmq2和rabbitmq3的服务（不要关rabbitmq1）
如果2,3节点没有启动服务，会提示关闭错误。

（3）rabbitmq-server -detached
独立运行节点，warning提示不用理会
Warning: PID file not written; -detached was passed.

（4）rabbitmqctl cluster_status
查看各个节点状态。（下图是node1节点）

	[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,[]}]}]

每台主机看到的只有一个的server信息。

5、添加用户并设置密码

由于guest这个用户,只能在本地访问,所以我们要，在每个节点上，新增一个用户并赋予对/的所有权限，然后添加到管理员组中，让此用户能够远程访问

rabbitmqctl add_user  admin admin
rabbitmqctl set_permissions -p "/" admin ".*" ".*" ".*"
rabbitmqctl set_user_tags admin administrator

6、访问测试

http://ip:15672
账号：admin
密码admin
此时每个节点是单独的一台RabbitMQ，下面来将他们组成集群。

组成集群

简介

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）

1、将node2、node3加入到node1中组成集群

（1）磁盘节点
第二台节点

rabbitmqctl stop_app 		#仅停止应用，不关闭节点（注意是节点2）

rabbitmqctl join_cluster rabbit@rabbitmq1 #集群名字一定不要写错（查看rabbitmq1 的节点状态）

node2# rabbitmqctl start_app

如果此时查看节点1，会发现集群节点信息增加

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

第三台节点

rabbitmqctl stop_app

rabbitmqctl join_cluster rabbit@rabbitmq1           ##集群名字一定不要写错

rabbitmqctl start_app

如果此时查看节点1，会发现集群节点信息增加

[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,[]}]}]

2、在任意节点上查看集群状态

node3# rabbitmqctl cluster_status
Cluster status of node rabbit@node3 ...
[{nodes,[{disc,[rabbit@node1,rabbit@node2,rabbit@node3]}]},
 {running_nodes,[rabbit@node1,rabbit@node2,rabbit@node3]},
 {cluster_name,<"rabbit@node1">},      #集群的名称默认为 rabbit@node1
 {partitions,[]},
 {alarms,[{rabbit@node1,[]},{rabbit@node2,[]},{rabbit@node3,[]}]}]

3、在任意节点上设置镜像队列策略

在web界面登陆，点击“Admin–Virtual Hosts（页面右侧）”，在打开的页面上的下方的“Add a new virtual host”处增加一个虚拟主机，同时给用户“admin”和“guest”均加上权限（在页面直接设置、点点点即可）；

linux中设置镜像队列策略：
语法介绍

rabbitmqctl set_policy -p coresystem  ha-all "^" '{"ha-mode":"all"}'

案例中的命令

rabbitmqctl set_policy -p ceshi ha-all "^" '{"ha-mode":"all"}'

注释：

"coresystem"

vhost名称，此处应该填写“ceshi”

 ha-all

策略名称

"^"

queue的匹配模式为匹配所有的队列

{  }

为镜像定义，包括三个部分ha-mode, ha-params, ha-sync-mode

 ha-mode

	指明镜像队列的模式，有效值为 all/exactly/nodes
	all---------表示在集群中所有的节点上进行镜像，包含新增节点
	exactly-------（可选）表示在指定个数的节点上进行镜像，节点的个数由ha-params指定
	nodes--------（可选）表示在指定的节点上进行镜像，节点名称通过ha-params指定

ha-sync-mode

	（可选）进行队列中消息的同步方式，有效值为automatic和manual

此时镜像队列设置成功。队列会被复制到各个节点，各个节点状态保持一致（这里的虚拟主机coresystem是代码中需要用到的虚拟主机，虚拟主机的作用是做一个消息的隔离，本质上可认为是一个rabbitmq-server，是否增加虚拟主机，增加几个，这是由开发中的业务决定，即有哪几类服务，哪些服务用哪一个虚拟主机，这是一个规划）。

Rabbitmq+HAproxy

1、在独立服务器上安装HAProxy

yum -y install haproxy

2、修改配置文件

vim /etc/haproxy/haproxy.cfg

global 
    
    log         127.0.0.1 local2
 
    chroot      /var/lib/haproxy
    pidfile     /var/run/haproxy.pid
    maxconn     4000
    user        haproxy
    group       haproxy
    daemon
 
    stats socket /var/lib/haproxy/stats
 
defaults 
       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  192.168.101.11:15672 check inter 5000 rise 2 fall 2 
       server rabbit2  192.168.101.12:15672 check inter 5000 rise 2 fall 2        
       server rabbit3  192.168.101.13:15672 check inter 2000 rise 2 fall 3


listen monitor
    bind 0.0.0.0:8100#监控页面的访问端口
    mode http
    option httplog
    stats enable
    stats uri /rabbitmqstats
    stats refresh 30s
    stats auth admin:admin