RabbitMQ 6种核心工作模式详解

逸水心
415 阅读4分钟

RabbitMQ 提供了多种消息传递模式，以下是 6 种核心工作模式（基于常见分类和实际应用）：

1. 简单模式（Simple Queue）

  • 结构：生产者 → 队列 → 消费者

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  • 特点：
    • 一个生产者发送消息到队列，一个消费者从队列中消费消息。
    • 使用默认的 direct 交换机（无需显式声明）。
  • 可能隐患：
    • 消息可能没有被消费者正确处理,已经从队列中消失了,造成消息的丢失，这里可以设置成手动的ack,但如果设置成手动ack，处理完后要及时发送ack消息给队列，否则会造成内存溢出
  • 适用场景：
    • 简单的一对一消息传递，如订单提交后通知库存服务。
  • 示例： 
    # 生产者
channel.basic_publish(
    exchange='', 
    routing_key='simple_queue', 
    body='Hello World'
)

# 消费者
def callback(ch, method, properties, body):
    print("Received:", body.decode())

channel.basic_consume(callback, queue='simple_queue', no_ack=True)

2. 工作队列模式（Work Queue）

  • 结构：生产者 → 队列 → 多个消费者

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  • 特点：

    • 多个消费者共享一个队列，消息被均匀分配（轮询）。
    • 支持负载均衡，避免单个消费者过载。

  • 可能隐患：

    • 存在资源竞争，高并发情况下,默认会产生某一个消息被多个消费者共同使用,可以设置一个开关(syncronize) 保证一条消息只能被一个消费者使用。

  • 适用场景：

    • 任务分发，如订单处理、批量数据计算。

  • 示例：

    # 消费者1
def callback1(ch, method, properties, body):
    print("Worker1 received:", body.decode())

# 消费者2
def callback2(ch, method, properties, body):
    print("Worker2 received:", body.decode())

channel.basic_consume(callback1, queue='work_queue')
channel.basic_consume(callback2, queue='work_queue')

3. 发布/订阅模式（Publish/Subscribe）

  • 结构：生产者 → 交换机（Fanout类型） → 多个队列 → 多个消费者

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  • 特点：
    • 消息广播到所有绑定队列，忽略 routing_key。
    • 实现“一对多”的消息分发（共享资源）。
  • 适用场景：
    • 实时通知、日志广播、系统状态同步。
  • 示例： 
    # 生产者
channel.exchange_declare(exchange='fanout_exchange', exchange_type='fanout')
channel.basic_publish(
    exchange='fanout_exchange', 
    routing_key='',  # 忽略路由键
    body='Broadcast Message'
)

# 消费者1
result = channel.queue_declare(queue='', exclusive=True)
channel.queue_bind(exchange='fanout_exchange', queue=result.method.queue)
channel.basic_consume(callback, queue=result.method.queue)

# 消费者2
result = channel.queue_declare(queue='', exclusive=True)
channel.queue_bind(exchange='fanout_exchange', queue=result.method.queue)
channel.basic_consume(callback, queue=result.method.queue)

4. 路由模式（Routing）

  • 结构：生产者 → 交换机（Direct类型） → 队列 → 消费者

    image.png

  • 特点：

    • 根据 routing_key 精确匹配队列的绑定键（Binding Key）。
    • 实现“定向分发”。

  • 适用场景：

    • 按优先级处理消息（如 error/warning/info 日志）。

  • 示例：

    # 生产者
channel.exchange_declare(exchange='direct_exchange', exchange_type='direct')
channel.basic_publish(
    exchange='direct_exchange', 
    routing_key='error',  # 路由键
    body='Error Message'
)

# 消费者1（绑定 error）
channel.queue_bind(exchange='direct_exchange', queue='error_queue', routing_key='error')

# 消费者2（绑定 warning）
channel.queue_bind(exchange='direct_exchange', queue='warning_queue', routing_key='warning')

5. 主题模式（Topic）

  • 结构：生产者 → 交换机（Topic类型） → 队列 → 消费者

    image.png

  • 特点：

    • routing_key 支持通配符匹配（* 匹配一个单词，# 匹配多个单词）。
    • 实现灵活的模糊路由。

  • 适用场景：

    • 多层级消息过滤（如 stock.us.nyse.* 表示纽约证券交易所的所有股票）。

  • 示例：

    # 生产者
channel.exchange_declare(exchange='topic_exchange', exchange_type='topic')
channel.basic_publish(
    exchange='topic_exchange', 
    routing_key='stock.us.nyse.ibm',  # 路由键
    body='IBM Stock Data'
)

# 消费者1（绑定 `stock.*.nyse.*`）
channel.queue_bind(exchange='topic_exchange', queue='nyse_queue', routing_key='stock.*.nyse.*')

# 消费者2（绑定 `stock.#`）
channel.queue_bind(exchange='topic_exchange', queue='all_stock_queue', routing_key='stock.#')

6. 远程调用模式（RPC）

  • 结构：客户端 → 请求队列 → 服务端 → 回复队列 → 客户端

  • 特点：

    • 客户端发送请求并等待响应（同步调用）。
    • 使用 reply_to 和 correlation_id 标识请求与响应的对应关系。

  • 适用场景：

    • 分布式系统中的远程方法调用（如查询接口）。

  • 示例：

    # 客户端
def on_response(ch, method, props, body):
    if props.correlation_id == corr_id:
        print("Response:", body.decode())

result = channel.queue_declare(queue='', exclusive=True)
corr_id = str(uuid.uuid4())
channel.basic_publish(
    exchange='',
    routing_key='rpc_queue',
    body='Request Data',
    properties=pika.BasicProperties(
        reply_to=result.method.queue,
        correlation_id=corr_id
    )
)

# 服务端
def handle_rpc(ch, method, props, body):
    response = "Processed: " + body.decode()
    ch.basic_publish(
        exchange='',
        routing_key=props.reply_to,
        body=response,
        properties=pika.BasicProperties(correlation_id=props.correlation_id)
    )

channel.basic_consume(handle_rpc, queue='rpc_queue')

总结对比

模式交换机类型路由规则典型场景
简单模式默认（Direct）无一对一消息传递
工作队列模式默认（Direct）无负载均衡任务分发
发布/订阅模式Fanout广播实时通知、日志广播
路由模式Direct精确匹配按优先级/类型分发消息
主题模式Topic通配符匹配多层级消息过滤
远程调用模式（RPC）Default请求-响应分布式系统方法调用

注意事项

  1. 交换机类型：不同模式依赖不同类型的交换机（Fanout/Direct/Topic）。
  2. 幂等性：在实际应用中，需结合消息确认（ACK）、持久化等机制保障可靠性。
  3. 性能优化：发布/订阅模式可能消耗较多资源，需根据场景合理设计队列和消费者。

通过选择合适的工作模式，可以高效地实现消息传递、任务分发和分布式协作。

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