RabbitMQ 的六种工作模式，看这一篇就够了（附 Python 代码）-阿里云开发者社区

上一篇介绍了在 Mac 环境下，RabbitMQ 的安装，这篇来详细介绍一下 RabbitMQ 的六种工作模式。

其实，这篇文章中的大部分内容都可以从 RabbitMQ 官网得到，包括每种工作模式的说明，以及多种语言的代码实例。

但是，如果你没有时间看英文文档，或者想看到一些总结性的内容，还是可以继续读下去的。

首先，来看一下整体的架构图，并介绍一些基本概念：

channel： 信道是生产者，消费者和 RabbitMQ 通信的渠道，是建立在 TCP 连接上的虚拟连接。一个 TCP 连接上可以建立成百上千个信道，通过这种方式，可以减少系统开销，提高性能。
Broker： 接收客户端连接，实现 AMQP 协议的消息队列和路由功能的进程。
Virtual Host： 虚拟主机的概念，类似权限控制组，一个 Virtual Host 里可以有多个 Exchange 和 Queue，权限控制的最小粒度是 Virtual Host。
Exchange： 交换机，接收生产者发送的消息，并根据 Routing Key 将消息路由到服务器中的队列 Queue。
ExchangeType： 交换机类型决定了路由消息的行为，RabbitMQ 中有三种 Exchange 类型，分别是 direct、fanout、topic。
Message Queue： 消息队列，用于存储还未被消费者消费的消息，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、优先级是多少、由哪个 Message Queue 接收等，body 是真正需要发送的数据内容。
BindingKey： 绑定关键字，将一个特定的 Exchange 和一个特定的 Queue 绑定起来。

了解了基本概念之后，就开始写代码吧。本文使用 Python 开发，需要先安装 Pika，版本信息如下：

RabbitMQ：3.8.3
Python：3.7.3
Pika：1.1.0

简单模式 Hello World

说明： 最简单的一对一模式，一个生产者，一个消费者，这个没什么可多说的。

生产者代码：

#!/usr/bin/env python
import pika
connection = pika.BlockingConnection(
    pika.ConnectionParameters(host='localhost'))
channel = connection.channel()
channel.queue_declare(queue='hello')
channel.basic_publish(exchange='', routing_key='hello', body='Hello World!')
print(" [x] Sent 'Hello World!'")
connection.close()
复制代码

执行完代码之后，通过管理控制台可以看到，已经有一个叫 hello 的队列了，而且里面有一条消息，就是我们刚才发送过去的。

消费者代码：

#!/usr/bin/env python
import pika
connection = pika.BlockingConnection(
    pika.ConnectionParameters(host='localhost'))
channel = connection.channel()
channel.queue_declare(queue='hello')
def callback(ch, method, properties, body):
    print(" [x] Received %r" % body)
channel.basic_consume(
    queue='hello', on_message_callback=callback, auto_ack=True)
print(' [*] Waiting for messages. To exit press CTRL+C')
channel.start_consuming()
复制代码

工作队列模式 Work Queues

**说明：**一对多模式，一个生产者，多个消费者，一个队列，每个消费者从队列中获取唯一的消息。

有两种消息分发机制，轮询分发和公平分发：

轮询分发的特点是将消息轮流发送给每个消费者，在实际情况中，多个消费者，难免有的处理得快，有的处理得慢，如果都要等到一个消费者处理完，才把消息发送给下一个消费者，效率就大大降低了。

而公平分发的特点是，只要有消费者处理完，就会把消息发送给目前空闲的消费者，这样就提高消费效率了。

生产者代码：

#!/usr/bin/env python
import pika
import sys
connection = pika.BlockingConnection(
    pika.ConnectionParameters(host='localhost'))
channel = connection.channel()
channel.queue_declare(queue='task_queue', durable=True)
message = ' '.join(sys.argv[1:]) or "Hello World!"
channel.basic_publish(
    exchange='',
    routing_key='task_queue',
    body=message,
    properties=pika.BasicProperties(
        delivery_mode=2,  # make message persistent
    ))
print(" [x] Sent %r" % message)
connection.close()
复制代码

消费者代码：

#!/usr/bin/env python
import pika
import time
connection = pika.BlockingConnection(
    pika.ConnectionParameters(host='localhost'))
channel = connection.channel()
channel.queue_declare(queue='task_queue', durable=True)
print(' [*] Waiting for messages. To exit press CTRL+C')
def callback(ch, method, properties, body):
    print(" [x] Received %r" % body)
    time.sleep(body.count(b'.'))
    print(" [x] Done")
    ch.basic_ack(delivery_tag=method.delivery_tag)
# 公平分发
channel.basic_qos(prefetch_count=1)
channel.basic_consume(queue='task_queue', on_message_callback=callback)
channel.start_consuming()
复制代码

发布/订阅模式 Publish/Subscribe

**说明：**生产者将消息发送给 broker，由交换机将消息转发到绑定此交换机的每个队列，每个绑定交换机的队列都将接收到消息。消费者监听自己的队列并进行消费。

生产者代码：

#!/usr/bin/env python
import pika
import sys
connection = pika.BlockingConnection(
    pika.ConnectionParameters(host='localhost'))
channel = connection.channel()
channel.exchange_declare(exchange='logs', exchange_type='fanout')
message = ' '.join(sys.argv[1:]) or "info: Hello World!"
channel.basic_publish(exchange='logs', routing_key='', body=message)
print(" [x] Sent %r" % message)
connection.close()
复制代码

消费者代码：

#!/usr/bin/env python
import pika
connection = pika.BlockingConnection(
    pika.ConnectionParameters(host='localhost'))
channel = connection.channel()
channel.exchange_declare(exchange='logs', exchange_type='fanout')
result = channel.queue_declare(queue='', exclusive=True)
queue_name = result.method.queue
channel.queue_bind(exchange='logs', queue=queue_name)
print(' [*] Waiting for logs. To exit press CTRL+C')
def callback(ch, method, properties, body):
    print(" [x] %r" % body)
channel.basic_consume(
    queue=queue_name, on_message_callback=callback, auto_ack=True)
channel.start_consuming()
复制代码

路由模式 Routing

**说明：**生产者将消息发送给 broker，由交换机根据 routing_key 分发到不同的消息队列，然后消费者同样根据 routing_key 来消费对应队列上的消息。

生产者代码：

#!/usr/bin/env python
import pika
import sys
connection = pika.BlockingConnection(
    pika.ConnectionParameters(host='localhost'))
channel = connection.channel()
channel.exchange_declare(exchange='direct_logs', exchange_type='direct')
severity = sys.argv[1] if len(sys.argv) > 1 else 'info'
message = ' '.join(sys.argv[2:]) or 'Hello World!'
channel.basic_publish(
    exchange='direct_logs', routing_key=severity, body=message)
print(" [x] Sent %r:%r" % (severity, message))
connection.close()
复制代码

消费者代码：

#!/usr/bin/env python
import pika
import sys
connection = pika.BlockingConnection(
    pika.ConnectionParameters(host='localhost'))
channel = connection.channel()
channel.exchange_declare(exchange='direct_logs', exchange_type='direct')
result = channel.queue_declare(queue='', exclusive=True)
queue_name = result.method.queue
severities = sys.argv[1:]
if not severities:
    sys.stderr.write("Usage: %s [info] [warning] [error]\n" % sys.argv[0])
    sys.exit(1)
for severity in severities:
    channel.queue_bind(
        exchange='direct_logs', queue=queue_name, routing_key=severity)
print(' [*] Waiting for logs. To exit press CTRL+C')
def callback(ch, method, properties, body):
    print(" [x] %r:%r" % (method.routing_key, body))
channel.basic_consume(
    queue=queue_name, on_message_callback=callback, auto_ack=True)
channel.start_consuming()
复制代码

主题模式 Topics

**说明：**其实，主题模式应该算是路由模式的一种，也是通过 routing_key 来分发，只不过是 routing_key 支持了正则表达式，更加灵活。

生产者代码：

#!/usr/bin/env python
import pika
import sys
connection = pika.BlockingConnection(
    pika.ConnectionParameters(host='localhost'))
channel = connection.channel()
channel.exchange_declare(exchange='topic_logs', exchange_type='topic')
routing_key = sys.argv[1] if len(sys.argv) > 2 else 'anonymous.info'
message = ' '.join(sys.argv[2:]) or 'Hello World!'
channel.basic_publish(
    exchange='topic_logs', routing_key=routing_key, body=message)
print(" [x] Sent %r:%r" % (routing_key, message))
connection.close()
复制代码

消费者代码：

#!/usr/bin/env python
import pika
import sys
connection = pika.BlockingConnection(
    pika.ConnectionParameters(host='localhost'))
channel = connection.channel()
channel.exchange_declare(exchange='topic_logs', exchange_type='topic')
result = channel.queue_declare('', exclusive=True)
queue_name = result.method.queue
binding_keys = sys.argv[1:]
if not binding_keys:
    sys.stderr.write("Usage: %s [binding_key]...\n" % sys.argv[0])
    sys.exit(1)
for binding_key in binding_keys:
    channel.queue_bind(
        exchange='topic_logs', queue=queue_name, routing_key=binding_key)
print(' [*] Waiting for logs. To exit press CTRL+C')
def callback(ch, method, properties, body):
    print(" [x] %r:%r" % (method.routing_key, body))
channel.basic_consume(
    queue=queue_name, on_message_callback=callback, auto_ack=True)
channel.start_consuming()
复制代码

RPC 模式 RPC

**说明：**通过消息队列来实现 RPC 功能，客户端发送消息到消费队列，消息内容其实就是服务端执行需要的参数，服务端消费消息内容，执行程序，然后将结果返回给客户

端。

生产者代码：

#!/usr/bin/env python
import pika
import uuid
class FibonacciRpcClient(object):
    def __init__(self):
        self.connection = pika.BlockingConnection(
            pika.ConnectionParameters(host='localhost'))
        self.channel = self.connection.channel()
        result = self.channel.queue_declare(queue='', exclusive=True)
        self.callback_queue = result.method.queue
        self.channel.basic_consume(
            queue=self.callback_queue,
            on_message_callback=self.on_response,
            auto_ack=True)
    def on_response(self, ch, method, props, body):
        if self.corr_id == props.correlation_id:
            self.response = body
    def call(self, n):
        self.response = None
        self.corr_id = str(uuid.uuid4())
        self.channel.basic_publish(
            exchange='',
            routing_key='rpc_queue',
            properties=pika.BasicProperties(
                reply_to=self.callback_queue,
                correlation_id=self.corr_id,
            ),
            body=str(n))
        while self.response is None:
            self.connection.process_data_events()
        return int(self.response)
fibonacci_rpc = FibonacciRpcClient()
print(" [x] Requesting fib(30)")
response = fibonacci_rpc.call(30)
print(" [.] Got %r" % response)
复制代码

消费者代码：

#!/usr/bin/env python
import pika
connection = pika.BlockingConnection(
    pika.ConnectionParameters(host='localhost'))
channel = connection.channel()
channel.queue_declare(queue='rpc_queue')
def fib(n):
    if n == 0:
        return 0
    elif n == 1:
        return 1
    else:
        return fib(n - 1) + fib(n - 2)
def on_request(ch, method, props, body):
    n = int(body)
    print(" [.] fib(%s)" % n)
    response = fib(n)
    ch.basic_publish(exchange='',
                     routing_key=props.reply_to,
                     properties=pika.BasicProperties(correlation_id=props.correlation_id),
                     body=str(response))
    ch.basic_ack(delivery_tag=method.delivery_tag)
channel.basic_qos(prefetch_count=1)
channel.basic_consume(queue='rpc_queue', on_message_callback=on_request)
print(" [x] Awaiting RPC requests")
channel.start_consuming()
复制代码

总结

以上就是本文的全部内容，其中 Publish/Subscribe，Routing，Topics 三种模式可以统一归为 Exchange 模式，只是创建时交换机的类型不一样，分别是 fanout、direct、topic。

如果有一些概念不是很懂，把代码运行一下也许就都明白了，动手是十分重要的。文中源码都是可以直接运行的，并且会上传到 GitHub 上，文末会有链接。

以上。

RabbitMQ 的六种工作模式，看这一篇就够了（附 Python 代码）

简单模式 Hello World

工作队列模式 Work Queues

发布/订阅模式 Publish/Subscribe

路由模式 Routing

主题模式 Topics

RPC 模式 RPC

总结

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