快速掌握RabbitMQ(一)——RabbitMQ的基本概念、安装和C#驱动

1 RabbitMQ简介

RabbitMQ是一个由erlang开发的AMQP（Advanced Message Queue ）的开源实现，官网地址：http://www.rabbitmq.com。RabbitMQ作为一个消息代理，主要负责接收、存储和转发消息，它提供了可靠的消息机制和灵活的消息路由，并支持消息集群和分布式部署，常用于应用解耦，耗时任务队列，流量削锋等场景。本系列文章将系统介绍RabbitMQ的工作机制，代码驱动和集群配置，本篇主要介绍RabbitMQ中一些基本概念，常用的RabbitMQ Control命令，最后写一个C#驱动的简单栗子。先看一下RabbitMQ的基本结构：

　　上图是RabbitMQ的一个基本结构，生产者Producer和消费者Consumer都是RabbitMQ的客户端，Producer负责发送消息，Consumer负责消费消息。

接下来我们结合这张图来理解RabbitMQ的一些概念：

　　Broker（Server）：接受客户端连接，实现AMQP消息队列和路由功能的进程，我们可以把Broker叫做RabbitMQ服务器。

　　Virtual Host：一个虚拟概念，一个Virtual Host里面可以有若干个Exchange和Queue，主要用于权限控制，隔离应用。如应用程序A使用VhostA，应用程序B使用VhostB，那么我们在VhostA中只存放应用程序A的exchange，queue和消息，应用程序A的用户只能访问VhostA，不能访问VhostB中的数据。

　　Exchange：接受生产者发送的消息，并根据Binding规则将消息路由给服务器中的队列。ExchangeType决定了Exchange路由消息的行为，例如，在RabbitMQ中，ExchangeType有Direct、Fanout、Topic和Header四种，不同类型的Exchange路由规则是不一样的（这些以后会详细介绍）。

　　Queue：消息队列，用于存储还未被消费者消费的消息，队列是先进先出的，默认情况下先存储的消息先被处理。

　　Message：就是消息，由Header和Body组成，Header是由生产者添加的各种属性的集合，包括Message是否被持久化、由哪个Message Queue接受、优先级是多少等，Body是真正传输的数据，内容格式为byte[]。

　　Connection：连接，对于RabbitMQ而言，其实就是一个位于客户端和Broker之间的TCP连接。

　　Channel：信道，仅仅创建了客户端到Broker之间的连接Connection后，客户端还是不能发送消息的。需要在Connection的基础上创建Channel，AMQP协议规定只有通过Channel才能执行AMQP的命令，一个Connection可以包含多个Channel。之所以需要Channel，是因为TCP连接的建立和释放都是十分昂贵的。

2 RabbitMQ安装

　　因为RabbitMQ是用erlang语言开发的，所以我们在安装RabbitMQ前必须要安装erlang支持。

1 Windows平台安装

1 安装erlang

　　首先下载erlang，直接下载最新版本，当前下载的是 OTP 21.3 Windows -bit Binary File ，下载完成后一直下一步安装即可。

2 安装RabbitMQ

　　下载Windows平台的RabbtMQ，当前下载的是 rabbitmq-server-3.7..exe ，下载完成后一直下一步安装即可。

3 安装Web管理插件

　　打开RabbitMQ Command Prompt，执行命令 rabbitmq-plugins enable rabbitmq_management 即可完成Web监控插件的安装。　

　　安装完成后，打开浏览器输入 http://127.0.0.1:15672/ 使用默认账号[ name:guest / password:guest ]登录后界面如下，使用这个UI插件我们可以轻松的查看RabbitMQ中的交换机(exchange),队列(queue)等内容，也可以对exchange，queue，用户等进行添加、修改、删除操作。

　　到这一步Windows平台安装RabbitMQ完成了。 打开服务管理器，RabbitMQ已经在正常运行了，如下：

2 Centos安装RabbitMQ

1 安装RabbitMQ

　　这里虚拟机系统为Centos7，采用的安装方式是yum安装，为了简单，这里直接使用官方提供的erlang和RabbitMQ-server的自动安装脚本(官方安装文档)，逐行执行下边的代码就可以安装完成erlang和RabbitMQ。

#安装socat
yum install socat

#安装erlang
　　curl -s https://packagecloud.io/install/repositories/rabbitmq/erlang/script.rpm.sh | sudo bash
　　yum -y install erlang

#安装rabbitmq-server
　　curl -s https://packagecloud.io/install/repositories/rabbitmq/rabbitmq-server/script.rpm.sh | sudo bash
　　yum -y install rabbitmq-server

#启动rabbitmq服务
　　systemctl start rabbitmq-server
#添加web管理插件
　　rabbitmq-plugins enable rabbitmq_management

补充：如果安装完成后，执行RabbitMQ执行命令特别慢，或者出现报错【rabbitmq unable to perform an operation on node  xxx@xxx】,解决方法：

　　编辑hosts，执行命令 vim /etc/hosts ，添加本机IP(或者虚拟机IP)

　　命令执行结束后，使用浏览器访问 http://127.0.0.1:15672/ 也会出现web管理界面。通过上边的安装步骤安装的RabbitMQ会生成Unit文件，所以我们可以使用Systemd管理RabbitMQ服务，以下是几条常用的命令：

#启动RabbitMQ服务
　　systemctl start rabbitmq-server
#停止RabbitMQ服务
　　systemctl stop rabbitmq-server
#查看RabbitMQ运行状态
　　systemctl status rabbitmq-server
#重启RabbitMQ服务
　　systemctl restart rabbitmq-server

2 RabbitMQ Control工具

　　使用Web管理界面可以实现RabbitMQ的大部分常用功能，但是有些功能WebUI是做不到的，如：开启/关闭RabbitMQ应用程序和集群的管理等。RabbitMQ Control是RabbitMQ的命令行管理工具，可以调用所有的RabbitMQ内置功能，主命令是rabbitmqctl ,下边是一个查询用户列表的命令，注意需要切换到sbin目录下执行：

　　为了方便的使用RabbitMQ Control工具，我们最好添加一个环境变量，Windows默认安装时在PATH中添加一条： C:\Program Files\RabbitMQ Server\rabbitmq_server-3.7.\sbin ,不是默认安装的话找到对应的安装目录添加PATH。按照上的安装方法，Centos可以直接使用RabbitMQ Control工具，不需要多余的配置。如果想详细了解RabbitMQ Control工具，可以参考RabbitMQ Control的官方文档。

　　这里总结了一些最常用到的RabbitMQ Controll命令，有兴趣的小伙伴可以试着运行一下这些命令，如在命令行工具中使用命令 rabbitmqctl add_user <username> <password>  添加一个新用户。

1 基本控制命令

　　基本控制命令主要用于启动、停止应用程序、runtime等

#停止rabbitmq和runtime
　　rabbitmqctl shutdown
#停止erlang节点
　　rabbitmqctl stop
#启用rabbitmq
　　rabbitmqctl start_app
#停止rabbitmq
　　rabbitmqctl stop_app
#查看状态
　　rabbitmqctl status
#查看环境
　　rabbitmqctl environment
#rabbitmq恢复最初状态，内部的exchange和queue都清除
　　rabbitmqctl reset 

2 服务状态管理

　　这些命令主要用于用于查看exchang、channel、binding、queue、consumers：

#返回queue的信息
　　list_queues [-p <vhostpath>] [<queueinfoitem> ...]
#返回exchange的信息
　　list_exchanges [-p <vhostpath>] [<exchangeinfoitem> ...]
#返回绑定信息
　　list_bindings [-p <vhostpath>] [<bindinginfoitem> ...]
 #返回链接信息
　　list_connections [<connectioninfoitem> ...]
#返回目前所有的channels
　　list_channels [<channelinfoitem> ...]
#返回consumers
　　list_consumers [-p <vhostpath>] 

3 用户管理命令

　　这些命令主要用于添加、修改、删除用户及管理用户权限

#在rabbitmq的内部数据库添加用户
　　add_user <username> <password>
#删除一个用户
　　delete_user <username>
#改变用户密码
　　change_password <username> <newpassword>
#清除用户密码，禁止用户登录
　　clear_password <username>
#设置用户tags，就是设置用户角色
　　set_user_tags <username> <tag>
# 查看用户列表
　　list_users
#创建一个vhost
　　add_vhost <vhostpath>
#删除一个vhosts
　　delete_vhost <vhostpath>
#列出vhosts
　　list_vhosts [<vhostinfoitem> ...]
#针对一个vhosts 给用户赋予相关权限
　　set_permissions [-p <vhostpath>] <user> <conf> <write> <read>
#清除一个用户对vhost的权限
　　clear_permissions [-p <vhostpath>] <username>
#列出所有用户对某一vhost的权限
　　list_permissions [-p <vhostpath>]
#列出某用户的访问权限
　　list_user_permissions <username> 

4 集群管理命令

#clusternode表示node名称，--ram表示node以ram node加入集群中。默认node以disc node加入集群，在一个node加入cluster之前，必须先停止该node的rabbitmq应用，即先执行stop_app。
　　join_cluster <clusternode> [--ram]
#显示cluster中的所有node
　　cluster_status
#设置集群名字
　　set_cluster_name <clustername>
#修改集群名字
　　rename_cluster_node <oldname> <newname>
#改变一个cluster中node的模式，该节点在转换前必须先停止，不能把一个集群中唯一的disk node转化为ram node
　　change_cluster_node_type <disc | ram>
#远程删除一个节点，删除前必须该节点必须先停止
　　rabbitmqctl forget_cluster_node rabbit@rabbit1
#同步镜像队列
　　sync_queue <queuename>
#取消同步队列
　　cancel_sync_queue <queuename>
#清空队列中所有消息
　　purge_queue [-p vhost] <queuename>

　 这里列举的很多命令是现阶段用不到的，如集群控制相关的命令，这些命令的用法会在以后的章节中逐渐理解。

3  C#驱动RabbitMQ

1 一个简单的栗子

　　作为开发者，我们最在意的还是怎么在代码中使用RabbitMQ，可以通过官方RabbitMQ开发文档来学习RabbitMQ的使用，这里以.NET为例演示一下RabbitMQ的最基本用法。创建两个Console应用，一个作为发送消息的生产者(Producer)，一个作为接受消息的消费者(Consumer)，生产者向队列写入消息，消费者接受这条消息，结构如下：

　　两个控制台应用都要添加RabbitMQ.Client包，命令如下：

Install-Package RabbitMQ.Client

 生产者(Producer)代码:

    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            var factory = new ConnectionFactory()
            {
                //rabbitmq-server所在设备ip，这里就是本机
                HostName = "127.0.0.1",
                UserName = "wyy",//用户名
                Password = ""//密码
            };
            //第一步：创建连接connection
            using (var connection = factory.CreateConnection())
            {
                //第二步：创建通道channel
                using (var channel = connection.CreateModel())
                {
                    //第三步：声明交换机exchang
                    channel.ExchangeDeclare(exchange: "myexchange",
                                            type: ExchangeType.Direct,
                                            durable: true,
                                            autoDelete: false,
                                            arguments: null);
                    //第四步：声明队列queue
                    channel.QueueDeclare(queue: "myqueue",
                                         durable: true,
                                         exclusive: false,
                                         autoDelete: false,
                                         arguments: null);
                    Console.WriteLine("生产者准备就绪....");
                    //第五步：绑定队列到交互机
                    channel.QueueBind(queue:"myqueue", exchange:"myexchange", routingKey:"mykey");
                    string message = "";
                    //第六步：发送消息
                    //在控制台输入消息，按enter键发送消息
                    while (!message.Equals("quit", StringComparison.CurrentCultureIgnoreCase))
                    {
                        message = Console.ReadLine();
                        var body = Encoding.UTF8.GetBytes(message);
                        //基本发布
                        channel.BasicPublish(exchange: "myexchange",
                                             routingKey: "mykey",
                                             basicProperties: null,
                                             body: body);
                        Console.WriteLine($"消息【{message}】已发送到队列");
                    }
                }
            }
            Console.ReadKey();
        }
    }

 消费者(Consumer)代码:

    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            var factory = new ConnectionFactory()
            {
                //rabbitmq-server所在设备ip，这里就是本机
                HostName = "127.0.0.1",
                UserName = "wyy",//用户名
                Password = ""//密码
            };
            //第一步：创建连接connection
            using (var connection = factory.CreateConnection())
            {
                //第二步：创建通道channel
                using (var channel = connection.CreateModel())
                {
                    //第三步：声明队列queue
                    channel.QueueDeclare(queue: "myqueue",
                                         durable: true,
                                         exclusive: false,
                                         autoDelete: false,
                                         arguments: null);
                    //第四步：定义消费者
                    var consumer = new EventingBasicConsumer(channel);
                    consumer.Received += (model, ea) =>
                    {
                        var body = ea.Body;
                        var message = Encoding.UTF8.GetString(body);
                        Console.WriteLine($"接受到消息【{message}】");
                    };
                    Console.WriteLine("消费者准备就绪....");
                    //第五步：处理消息
                    channel.BasicConsume(queue: "myqueue",
                                         autoAck: true,
                                         consumer: consumer);
                    Console.ReadLine();
                }
            }
        }
    }　

　　依次运行Producer和Consumer两个应用程序，运行结果如下：

　　注意：上边的代码在生产者和消费者的代码中都声明了exchange和queue，这主要是为了让这两个程序可以按任意顺序启动，如：我们只在生产者代码中定义了exchange和queue，却先启动消费者，这会让造成消费者找不到自己需要的exhange和queue(出现404错误)。实际开发中创建exchange/queue、绑定队列以及设置routingKey这些工作，都可以通过WebUI管理界面或者使用Rabbitmq Control工具完成。

　　QueueDeclare方法用于声明队列，ExchangeDeclare用于声明交换机，我们在使用这两个方法声明时，可以设置队列和交换机的属性，如queue的名字，长度限制，exchange是否持久化、交换机类型等。

2 QueueDeclare方法详解

　　在上边的栗子中我们使用了声明队列的方法  QueueDeclareOk QueueDeclare(string queue, bool durable, bool exclusive, bool autoDelete, IDictionary<string, object> arguments) ，该方法通过参数设置队列的特性。这里介绍一下该方法 中几个参数的作用，先看一个完整的声明队列的栗子：

   　　　　　　　　　　//声明队列newsQueue
                    channel.QueueDeclare(queue: "myqueue",
                                         durable: false,
                                         exclusive: false,
                                         autoDelete: false,
                                         arguments: new Dictionary<string, object>() {
                                             //队列中消息的过期时间是8s
                                             { "x-message-ttl",* },
                                             //队列60s没有被使用，则删除该队列
                                             {"x-expires",* },
                                             //队列最多保存100条消息
                                             {"x-max-length", },
                                             //队列中ready类型消息总共不能超过1000字节
                                             {"x-max-length-bytes", },
                                             //当队列消息满了时,丢弃传来后续消息
                                             {"x-overflow","reject-publish" },
                                             //丢弃的消息发送到deadExchange交换机
                                             {"x-dead-letter-exchange","deadExchange" },
                                             //丢弃的消息发送到deadExchange交换机时的RoutingKey
                                             {"x-dead-letter-routing-key","deadKey" },
                                             //队列中最大的优先级等级为10（在Publish消息时对每条消息设置优先级）
                                             {"x-max-priority", },
                                             //设置队列默认为lazy
                                             {"x-queue-mode","lazy" }
                                         });

QueueDeclare方法的参数如下：

　　queue：队列名字；

　　durable：是否持久化。设置为true时，队列信息保存在rabbitmq的内置数据库中，服务器重启时队列也会恢复（注意：重启后队列内部的消息不会恢复，怎么实现消息持久化以后会详细介绍）；

　　exclusive：是否排外。设置为true时只有首次声明该队列的Connection可以访问，其他Connection不能访问该队列；且在Connection断开时，队列会被删除(即使durable设置为true也会被删除)；

　　autoDelete：是否自动删除。设置为true时，表示在最后一条使用该队列的连接(Connection)断开时，将自动删除这个队列；

　　arguments：设置队列的一些其它属性，为Dictionary<string,object>类型，下表总结了arguments中可以设置的常用属性。

参数名	作用	示例
Message TTL	设置队列中消息的有效时间	{ "x-message-ttl",1000*8 }，设置队列中的所有消息的有效期为8s；
Auto expire	自动删除队列。一定的时间内队列没有被使用，则自动删除队列	{"x-expires",1000*60 }，设置队列的过期时长为60s，如果60s没有队列被访问，则删除队列；
Max length	队列能保存消息的最大条数	{"x-max-length",100 },设置队列最多保存100条消息；
Max length bytes	队列中ready类型消息的总字节数	{"x-max-length-bytes",1000 }， 设置队列中ready类型消息总共不能超过1000字节；
Overflow behaviour	当队列消息满了时，再接收消息时的处理方法。有两种处理方案：默认为"drop-head"模式，表示从队列头部丢弃消息；"reject-publish"表示不接收后续的消息	{"x-overflow","reject-publish" },设置当队列消息满了时,丢弃传来后续消息；
Dead letter exchange	用于存储被丢弃的消息的交换机名。Overflow behaviour 的两种处理方案中丢弃的消息都会发送到这个交换机	{"x-dead-letter-exchange","beiyongExchange" },设置丢弃的消息发送到名字位beiyongExchange的交换机；
Dead letter routing key	被丢弃的消息发送到Dead letter exchange时的使用的routing Key	{"x-dead-letter-routing-key","deadKey" },设置丢弃的消息发送到beiyongExchange交换机时的RoutingKey值是"deadKey"；
Maximum priority	设置队列中消息优先级的最大等级，在publish消息时可以设置单条消息的优先级等级	{"x-max-priority",10 },设置中消息优先级的最大等级为10；
Lazy mode	设置队列的模式，如果设置为Lazy表示队列中消息尽可能存放在磁盘中，以减少内存占用；不设置时消息都存放在队列中，用以尽可能快的处理消息	{"x-queue-mode","lazy"}，3.6以后版本可用，设置队列中消息尽可能存放在磁盘中，以减少内存占用。在消息拥堵时和消息持久化配置使用可以减少内存占用。

3 ExchangeDeclare方法详解

 　　声明交换机的方法 void ExchangeDeclare(string exchange, string type, bool durable, bool autoDelete, IDictionary<string, object> arguments) 可以设置交换机的特性，这里简单介绍一下这个方法的几个参数：

 channel.ExchangeDeclare(exchange: "myexchange",
                         type: ExchangeType.Direct,
                         durable: true,
                         autoDelete: false,
　　　　　　　　　　　　　　 arguments: new Dictionary<string, object> { 
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　{"alternate-exchange","BeiyongExchange" }//如果消息不能路由到该交换机，就把消息路由到备用交换机BeiyongExchange上 
　　　　　　　　　　　　　　 });

　　exchange：交换机名字。

　　type：交换机类型。exchange有direct、fanout、topic、header四种类型，在下一篇会详细介绍；

　　durable：是否持久化。设置为true时，交换机信息保存在rabbitmq的内置数据库中，服务器重启时交换机信息也会恢复；

　　autoDelete：是否自动删除。设置为true时，表示在最后一条使用该交换机的连接(Connection)断开时，自动删除这个exchange；

　　arguments：其他的一些参数，类型为Dictionary<string,object> 。

小结

　　本节主要介绍了RabbitMQ的基本概念，在Windows和Centos上的安装方法，及RabbitMQ Control工具的基本使用，最后演示了一个C#驱动RabbitMQ的栗子，并详细介绍了声明queue和exchange的方法。通过这一节我们大概了解了RabbitMQ的基本使用。以后的章节会逐渐介绍RabbitMQ的四种exchange、两种Consumer的特点和使用场景，以及消息确认、优先级、持久化等，最后搭建一个高可用的RabbitMQ集群，如果文中有错误的话，希望大家可以指出，我会及时修改，谢谢！

参考文章

【1】https://www.cnblogs.com/dwlsxj/p/RabbitMQ.html

【2】https://www.cnblogs.com/operationhome/p/10483840.html