消息中间件RabbitMQ（一）RabbitMQ简介

        为此，消息中间件RabbitMQ得到了重用。RabbitMQ是目前市面上应用相当广泛的分布式消息中间件，在企业级应用、微服务系统中充当着重要的角色。它可以通过异步通信等方式降低应用系统接口层面的整体响应时间。除此之外，RabbitMQ在一些典型的应用场景和业务处理中具有重要的作用，比如业务服务模块解耦、异步通信、高并发限流、超时业务和数据延迟处理等。
        接下来，我将更新以下内容：

• 认识RabbitMQ，包括其典型应用场景和作用，并在本地安装RabbitMQ服务。
• 介绍RabbitMQ相关词汇，包括消息、队列、交换机、路由和各种典型的消息模型。
• 基于SpringBoot项目为基础整合RabbitMQ，并自定义注入相关Bean配置，采用RabbitMQ相关组件，通过代码实现消息的发生和接收。
• 基于SpringBoot整合RabbitMQ的项目，实战各种类型的消息模型，并介绍RabbitMQ的几种消息确认消费机制。
• 采用RabbitMQ实战典型的应用场景，即“用户登录成功的异步写日志”。
  
  
  

RabbitMQ简介

作为市面上位数不多的分布式消息中间件，RabbitMQ的应用相当广泛。
RabbitMQ还是一款开源并实现了高级消息队列协议（即AMQP）的消息中间件，既支持单一节点部署，同时也支持多个节点的集群部署，在某种程度上完全可以满足目前互联网应用或产品高并发、大规模和高可用性的要求。

1.认识RabbitMQ

打开浏览器，输入地址：https://rabbitmq.com/打开，即可看到RabbitMQ的官网，如图：

可以官网上看出，称RabbitMQ是目前应用和部署“最”广泛的开源消息代理。在某种程度上说明其企业级系统中应用还是很广泛的。RabbitMQ在如今盛行的分布式系统中主要起到存储分发消息、异步通信和解耦业务模块等作用，在易用性。扩展性和高可用等方面均表现不俗。
值得一提的是，RabbitMQ是一款面向消息而设计的、遵循高级消息队列协议的分布式消息中间件，其服务端是采用Erlang语言开发的，支持多种编程语言的应用系统调用其提供的API接口。
除此之外，RabbitMQ的开发团队还为其内置了人性化的后端管理控制台，或者称为“面向开发者的消息客户端”，可以用于实现RabbitMQ的队列、交换机、路由、消息和服务节点的管理等，同时也可以提供客户端管理相应的用户（主要是分配相应的操作权限和数据管理权限等）。

2.应用场景介绍

RabbitMQ作为一款能实现高性能存储分发消息的分布式中间件，具有异步通信、服务解耦、接口限流、消息分发和业务延迟处理等功能，在实际生成环境中具有广泛的应用，其特性可以概括为如下图所示：

2.1.异步通信和服务解耦

以“用户注册”为实际场景，传统的企业级应用处理用户注册的流程，首先是用户在界面上输入用户名、邮箱或者手机号等信息，确认无误后，单机“注册”按钮提交相关信息，前端将这个信息提交到后端相关接口进行处理，后端接收到这些信息后，会先对这些信息进行最基本的校验，校验成功后将信息写入数据库相关数据表中，而为了用户注册的安全性，后端会调用邮件服务器提供的接口发送一封邮件验证用户的合法性，或者调用短信服务的发送短信验证码接口给用户进行验证，最后才将响应信息返回给前端用户，并提示“注册成功”，这个流程如下图所示：

从上图中的流程可以看出，用户从单击“注册”按钮，提交相关信息之后便需要经历“漫长”的等待时间，整体的等待时间约等于“写入数据库”+“邮箱验证”+“短信确认”的处理时间之和。在处理过程中如果发邮件和发短信业务逻辑出现异常，整个流程将会终止，很显然这种处理方式对于当前互联网用户来说几乎不可能接受！
仔细分析用户注册的这个流程，不难发现其核心的业务逻辑在于“判断用户注册信息的合法性并将信息写入数据库”，而“发送邮件”和“短信验证”服务在某种程度上并不归属于“用户注册”的核心流程，因而可以将相应的服务从其中解耦出来，并采用消息中间件RabbitMQ进行异步通信，新流程如下图所示：

可以从上图看出引入RabbitMQ后，将“一条线走到底”的业务服务模块进行了解耦，系统接口整体响应时间也明显降低了很多，即实现了“低延迟”。这将给用户带来很好的体验效果。

2.2.接口限流和消息分发

以“商城用户抢购商品”为例，商城为了吸引用户流量，会不定期的举办线上商城热门商品的抢购活动，当抢购活动开始之前，用户犹如“守株待兔”一般会盯在屏幕前等待活动的开始，当活动开始之时，由于商品数量有限，所有的用户几乎会在同一时刻单击“抢购”按钮进行商品的抢购，整体流程如下图所示：

毫无疑问，在抢购活动开始的那一刻，将会产生巨大的用户抢购流量，这些请求几乎在同一时间到达后端系统接口，而在正常情况下，后端系统接口在接收到前端发送过来的请求时，会执行以下流程：
首先会校验用户和商品等信息的合法性，当校验通过之后，会判断当前商品的库存是否充足，如果充足，则代表当前用户将能成功抢购到商品，最后将用户抢购成功的相关数据插入数据库，并异步通知用户抢购成功，尽快进行付款等操作。
然而，通过仔细分析发现，后端系统接口在处理用户抢购的整体业务流程“太长”，而在这整块业务逻辑处理国产中，存在着先取出库存再进行判断，最后再进行减1的更新操作，在高并发的情况下，这些业务操作会给系统带来诸多的问题。比如，商品超卖、数据不一致、用户等待时间长、系统接口挂掉等现象。因而这种单一处理流程只适用于同一时刻请求量很少的情况，而对于类似商城抢购、商品秒杀等某一时刻产生高并发请求的情况则显得力不从心了。
消息中间件RabbitMQ的引入可以大大的改善系统的整体业务流程和性能，如下图所示，引入RabbitMQ后系统的整体处理流程：

由上图可以看出，RabbitMQ的引入主要从以下两个方面来优化系统的整体处理流程：
（1）接口限流：当前端产生高并发请求时，并不会像“无头苍蝇”一样立即到达后端系统接口，而是像每天上班时的地铁限流一样，将这些请求按照先来后到的规则加入RabbitMQ的队列，即在某种程度上实现“接口限流”。
（2）消息异步分发：当商品库存充足时，当前抢购的用户将可以抢到该商品，之后会异步的通过发送短信、发送邮件等方式通知用户抢购成功，并告知用户尽快执行后续操作，即在某种程度上实现了“消息异步分发”。

3.业务延迟处理

RabbitMQ除了可以实现消息实时异步分发之外，在某些业务场景下，还能实现消息的延时和延迟处理。以“春运12306抢票”为例，春运抢票相信大家都不陌生，当我们在使用12306抢票软件抢到火车票时，12306官方会提醒用户“请在30分钟内付款”。正常情况下用户会立即付款，然后输入相应的支付密码支付火车票的价格。扣款成功后，12306官方会发送邮件或者短信，通知用户抢票成功和付款成功。
然而，实际却存在着一些特殊情况，比如用户抢到车票后，由于各种原因迟迟没有付款，过了30分钟后仍然没有支付车票款项，导致系统自动取消该笔订单。类似这种“需要延迟一定时间后再进行处理”的业务在实际生产环境中并不少见，传统企业级应用对于这种业务的处理，是采用一个定时器定时去获取没有付款的订单，并判断用户的下单时间距离当前时间是否超过30分钟，如果是，则表示用户在30分钟内仍然没有付款，系统将自动使该笔订单失效并回收该张车票，整个业务流程如下：

春运抢票完全可以看作是一个大数据量、高并发请求的场景，在某一时刻车票开抢之后，正常情况下将陆续会有用户抢到车票，但是距离车票付款成功是有一定的时间间隔的。在这段时间内，如果定时器频繁的从数据库中获取“未付款”状态的订单，其数据量之大将难以想象，而且如果大批量的用户在30分钟内迟迟不付款，那从数据库中获取的数据量将一直增长，当达到一定程度时，将给数据库服务器和应用服务器带来巨大的压力，更有甚者将直接压垮服务器，导致抢票等业务全线崩溃，带来的直接后果将不堪设想！
早期的很多抢票软件每当赶上春运高峰期时，经常会出现“网站崩溃”、“单击购买车票后却一直没响应”等状况，某种程度上是因为在某一时刻产生的高并发，或者定时频繁拉取数据库得到的数据量过大等状况，导致内存、CPU、网络和数据库服务等负载过高所引起的。
而消息中间件RabbitMQ的引入，不管是从业务层面还是应用的性能层面，都大大得到了改善，如下图所示为引入RabbitMQ消息中间件后的抢票成功后30分钟未付款的处理流程优化：

从上图优化流程中可以看出，RabbitMQ的引入主要是替代了传统处理流程的“定时器处理逻辑”。取而代之的是采用RabbitMQ的延迟队列进行处理。延迟队列，顾名思义指的是可以延迟一定的时间再处理响应的业务逻辑。
RabbitMQ的这一特性在某些场景下确实能起到很好的作用，比如上面例子讲到的“成功抢票后30分钟未付款处理流程”就是比较典型的一种。除此之外，商城购物时“单击去付款而迟迟没有在规定的时间内支付”的流程处理、点外卖“下单成功后迟迟没有在规定时间内付款”的流程处理等都是实际生产环境中比较典型的场景。