AMQP 协议介绍

RabbitMQ 就是 AMQP 协议的 Erlang 的实现(当然 RabbitMQ 还支持 STOMP、MQTT 等协议)。
AMQP 的模型架构和 RabbitMQ 的模型架构是一样的,生产者将消息发送给交换器,交换器和队列绑定。
当生产者发送消息时所携带的 RoutingKey 与绑定时的 BindingKey 相匹配时,消息即被存入相应的队列之中。
消费者可以订阅相应的队列来获取消息。

RabbitMQ 中的交换器、交换器类型、队列、绑定、路由键等都是遵循 AMQP 中相应的概念。
目前 RabbitMQ 最新版本默认支持的使 AMQP 0-9-1。

AMQP 协议本身包括三层:

  • Module Layer:位于协议最高层,主要定义了一些供客户端调用的命令,客户端可以利用这些命令实现自己的业务逻辑。
    例如,客户端可以使用 Queue.Declare 命令声明一个队列或者使用 Basic.Consume 订阅消费一个队列中的消息。

  • Session Layer:位于中间层,主要负责将客户端的命令发送给服务器,再将服务端的应答返回给客户端,
    主要为客户端与服务器之间的通信提供可靠性同步机制和错误处理。

  • Transport Layer:位于最底层,主要传输二进制数据流,提供帧的处理、信道复用、错误检测和数据表示等。

AMQP 说到底还是一个通信协议,通信协议都会涉及报文交互,从 low-level 举例来说,
AMQP 本身是应用层的协议,其填充于 TCP 协议的数据层部分。而从 high-level 来说,AMQP 是通过协议命令进行交互的,
AMQP 协议可以看作一系列结构化命令的集合,这里的命令代表一种操作,类似于 HTTP 中的方法(GET、POST 等)。

AMQP 生产者流转过程

简洁版生产者代码

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Connection connection = factory.newConnection(); // 创建连接
Channel channel = connection.createChannel(); // 创建信道
String message = "Hello World";
channel.basicPublish(EXCHANGE_NAME, ROUTING_KEY,
MessageProperties.PERSISTENT_TEXT_PLAIN,
message.getBytes());
// 关闭资源
channel.close();
connection.close();

当客户端与 Broker 建立连接的时候,会调用 factory.newConnection 方法,这个方法会进一步封装成 Protocol Header 0-9-1 的报文发送给 Broker,
以此通知 Broker 本次交互采用的是 AMQP 0-9-1 协议,紧接着 Broker 返回 Connection.Start 来建立连接,在连接的过程中涉及
Connection.Start/.Start-OkConnection.Tune/.Tune-OkConnection.Open/.Open-Ok 这 6 个命令的交互。

当客户端调用 connection.createChannel 方法准备开启信道的时候,其包装的 Channel.Open 命令发送给 Broker,等待 Channel.Open-Ok 命令。

当客户端发送消息的时候,需要调用 channel.basicPblish 方法,对应的 AMQP 命令为 Basic.Publish,注意这个命令和前面涉及的命令略有不同,
这个命令还包含了 Content Header 和 Content Body。Content Header 里面包含的是消息体的属性,例如,投递模式、优先级等,而 Content Body 包含消息体本身。

当客户端发送消息需要关闭资源时,涉及 Channel.Close/.Close-OkConnection.Close/.Close-Ok 的命令交互,详细如下图所示。

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AMQP 消费者流转过程

简洁版消费者代码

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Connection connection = factory.newConnection(addresses); // 创建连接
final Channel channel = connection.createChannel(); // 创建信道
Consumer consumer = new DefaultConsumer(channel) {} // ... 省略实现
channel.basicQos(64);
channel.basicConsume(QUEUE_NAME, consumer);
// 等待回调函数执行完毕之后,关闭资源
TimeUnit.SECONDS.sleep(5);
channel.close();
connection.close();

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消费者客户端同样需要与 Broker 建立连接,与生产者客户端一样,协议交互同样涉及 Connection.Start/.Start-OkConnection.Tune/.Tune-Ok
Connection.Open/.Open-Ok 等。

紧接着也少不了在 Connection 之上建立 Channel,和生产者客户端一样,协议涉及 Channel.Open/.Open-Ok

如果在消费之前调用了 channel.basicQos(int prefetchCount) 的方法来设置消费者客户端最大能 “保持” 的未确认的消息数,
那么协议流转会涉及 Basic.Qos/.Qos-Ok 这两个 AMQP 命令。

在真正消费之前,消费者客户端需要向 Broker 发送 Basic.Consume 命令(即调用 channel.basicConsume 方法)将 Channel 置为接收模式,
之后 Broker 回执 Basic.Consume-Ok 以告诉消费者客户端准备好消费消息。紧接着 Broker 向消费者客户端推送 (Push) 消息,
Basic.Deliver 命令,有意思的是这个和 Basic.Publish 命令一样会携带 Content Header 和 Content Body。

消费者接收到消息并正确消费之后,向 Broker 发送确认,即 Basic.Ack 命令。

在消费者停止消费的时候,主动关闭连接,这点和生产者一样,涉及 Channel.Close/.Close-OkConnection.Close/.Close-Ok