（2）RabbitMQ交換器Exchange介紹

来源:https://www.cnblogs.com/wzk153/archive/2020/07/01/13219397.html
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1.AMQP Messaging中的基本概念 Broker：接收和分發消息的應用，RabbitMQ Server就是Message Broker。Virtual Host：出於多租戶和安全因素設計的，把AMQP的基本組件劃分到一個虛擬的分組中，類似於網路中的Namespace概念。當多個不同的用戶使 ...


1.AMQP Messaging中的基本概念


Broker：接收和分發消息的應用，RabbitMQ Server就是Message Broker。
Virtual Host：出於多租戶和安全因素設計的，把AMQP的基本組件劃分到一個虛擬的分組中，類似於網路中的Namespace概念。當多個不同的用戶使用同一個RabbitMQ Server提供的服務時，可以劃分出多個Vhost，每個用戶在自己的Vhost創建Exchange／Queue等。
Connection：Producer、Consumer和Broker之間的TCP連接。斷開連接的操作只會在Client端進行，Broker不會斷開連接，除非出現網路故障或Broker服務出現問題。
Channel：如果每一次訪問RabbitMQ都建立一個Connection，在消息量大的時候建立TCP Connection的開銷將是巨大的，效率也較低。Channel是在Connection內部建立的邏輯連接，如果應用程式支持多線程，通常每個Thread創建單獨的channel進行通訊，AMQP Method包含了Channel Id幫助客戶端和Message Broker識別Channel，所以Channel之間是完全隔離的。Channel作為輕量級的Connection極大減少了操作系統建立TCP Connection的開銷。
Exchange：Message到達Broker的第一站，根據分發規則，匹配查詢表中的Routing Key，分發消息到Queue中去。常用的類型有：direct (point-to-point), topic (publish-subscribe) and fanout (multicast)。
Queue：消息最終被送到這裡等待Consumer取走。一個Message可以被同時拷貝到多個Queue中。
Binding：Exchange和Queue之間的虛擬連接，Binding中可以包含Routing Key。Binding信息被保存到Exchange中的查詢表中，用於Message的分發依據。

2.Exchange交換機

很多時候我們都以為生產者是將消息都投遞到Queue當中，實際上這在RabbitMQ中永遠不會發生。實際的情況是，生產者將消息發送到Exchange（交換機），由Exchange將消息路由到一個或多個Queue中或者丟棄。使用的路由演算法取決於交換機類型和其綁定的規則。AMQP 0-9-1 Broker提供四種交換機類型：Direct exchange（直接交換機）、Fanout exchange（扇出交換機）、Topic exchange（話題交換機）、Headers exchange（標頭交換機）。由於Headers exchange在實際使用中比較少，所以這裡只重點介紹前三種模式。

2.1Direct exchange




由上述兩個流程圖可見，生產者所有發送到Direct exchange的消息會通過指定Routing Key傳遞到Queue當中。

2.1 .1Default Exchange（預設交換機）

如果沒有沒有定義任何Exchange，預設就是Default Exchange，每個創建的Queue都使用與其名稱相同的Routing Key自動綁定。具體示例，大家可以看看上一章節5.1，5.2小節，你會發現定義生產者代碼中QueueName與Routing Key都是同一個名稱，沒有定義任何Exchange綁定（Binding）操作，只是在推送時候把Queue、Routing Key相同消息推送出去。消息傳遞時，Routing Key必須完全匹配，才會被Queue接收，否則該消息會被拋棄。而Default Exchange也屬於Default Exchange模式。
下麵來看看定義Direct exchange生產者的代碼：

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        string exchangeName = "DirectExchange";
        string queueName = "DirectExchangeQueueName";
        string routeKey = "DirectExchangeKey";

        //創建連接工廠
        var factory = new ConnectionFactory
        {
            UserName = "dengwu",//用戶名
            Password = "123456",//密碼
            HostName = "192.168.112.133",//rabbitmq ip
        };

        //創建連接
        var connection = factory.CreateConnection();
        //創建通道
        var channel = connection.CreateModel();

        //定義一個Direct類型交換機
        channel.ExchangeDeclare(exchangeName, ExchangeType.Direct, false, false, null);

        //定義一個隊列
        channel.QueueDeclare(queueName, false, false, false, null);

        //將隊列綁定到交換機
        channel.QueueBind(queueName, exchangeName, routeKey, null);

        Console.WriteLine($"\nRabbitMQ連接成功,Exchange：{exchangeName}，Queue：{queueName}，Route：{routeKey}，\n\n請輸入消息，輸入exit退出！");

        string input;
        do
        {
            input = Console.ReadLine();

            var sendBytes = Encoding.UTF8.GetBytes(input);
            //發佈消息
            channel.BasicPublish(exchangeName, routeKey, null, sendBytes);

        } while (input.Trim().ToLower() != "exit");
        channel.Close();
        connection.Close();
    }
}

運行：

2.2Fanout Exchange


由上述兩個流程圖可見，生產者所有發送到Fanout Exchange的消息會轉發到與其綁定(Binding)的所有Queue上。
Fanout Exchange模式無需通過指定Routing Key把消息綁定到Queue中，只需要把Exchange與Queue綁定，這樣子通過Exchange消息將會轉發到與其綁定的所有Queue上。類似子網廣播，每檯子網內的主機都獲得了一份複製的消息。
下麵定義兩個隊列與其消費者FanoutExchangeQueueName1、FanoutExchangeQueueName2的Fanout Exchange生產者代碼：

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        string exchangeName = "FanoutExchange";
        string queueName1 = "FanoutExchangeQueueName1";
        string queueName2 = "FanoutExchangeQueueName2";
        string routeKey = "";

        //創建連接工廠
        var factory = new ConnectionFactory
        {
            UserName = "dengwu",//用戶名
            Password = "123456",//密碼
            HostName = "192.168.112.133",//rabbitmq ip
        };

        //創建連接
        var connection = factory.CreateConnection();
        //創建通道
        var channel = connection.CreateModel();

        //定義一個Fanout類型交換機
        channel.ExchangeDeclare(exchangeName, ExchangeType.Fanout, false, false, null);

        //定義隊列1
        channel.QueueDeclare(queueName1, false, false, false, null);
        //定義隊列2
        channel.QueueDeclare(queueName2, false, false, false, null);

        //將隊列綁定到交換機
        channel.QueueBind(queueName1, exchangeName, routeKey, null);
        channel.QueueBind(queueName2, exchangeName, routeKey, null);

        //生成兩個隊列的消費者
        ConsumerGenerator(queueName1);
        ConsumerGenerator(queueName2);


        Console.WriteLine($"\nRabbitMQ連接成功，\n\n請輸入消息，輸入exit退出！");

        string input;
        do
        {
            input = Console.ReadLine();

            var sendBytes = Encoding.UTF8.GetBytes(input);
            //發佈消息
            channel.BasicPublish(exchangeName, routeKey, null, sendBytes);

        } while (input.Trim().ToLower() != "exit");
        channel.Close();
        connection.Close();
    }

    /// <summary>
    /// 根據隊列名稱生成消費者
    /// </summary>
    /// <param name="queueName"></param>
    static void ConsumerGenerator(string queueName)
    {
        //創建連接工廠
        ConnectionFactory factory = new ConnectionFactory
        {
            UserName = "dengwu",//用戶名
            Password = "123456",//密碼
            HostName = "192.168.112.133",//rabbitmq ip
        };

        //創建連接
        var connection = factory.CreateConnection();
        //創建通道
        var channel = connection.CreateModel();

        //事件基本消費者
        var consumer = new EventingBasicConsumer(channel);

        //接收到消息事件
        consumer.Received += (ch, ea) =>
        {
            var body = ea.Body.ToArray();
            var message = Encoding.UTF8.GetString(body);

            Console.WriteLine($"Queue:{queueName}收到消息： {message}");
            //確認該消息已被消費
            channel.BasicAck(ea.DeliveryTag, false);
        };
        //啟動消費者 設置為手動應答消息
        channel.BasicConsume(queueName, false, consumer);
        Console.WriteLine($"Queue:{queueName}，消費者已啟動");
    }
}

運行：

2.3Topic Exchange


由上述流程圖可見，生產者所有發送到Topic Exchange的消息會通過指定Routing Key被轉發到能和其匹配的Queue上。
Exchange指定Routing Key將路由進行模糊匹配。可以使用通配符進行模糊匹配，符號“#”匹配多個單詞（可以是零個），符號“*”匹配一個單詞。因此“usa.#”能夠匹配到“usa.news.xxx、usa.weather.xxx”，但是“usa.*” 只會匹配到“usa.news、usa.weather”。
所以Topic Exchange 使用是非常靈活的，Topic Exchange生產者代碼如下：

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        string exchangeName = "TopicExchange";
        string queueName = "DirectExchangeQueueName";
        string routeKey = "TopicExchangeKey.*";

        //創建連接工廠
        var factory = new ConnectionFactory
        {
            UserName = "dengwu",//用戶名
            Password = "123456",//密碼
            HostName = "192.168.112.133",//rabbitmq ip
        };

        //創建連接
        var connection = factory.CreateConnection();
        //創建通道
        var channel = connection.CreateModel();

        //定義一個Topic類型交換機
        channel.ExchangeDeclare(exchangeName, ExchangeType.Topic, false, false, null);

        //定義隊列1
        channel.QueueDeclare(queueName, false, false, false, null);

        //將隊列綁定到交換機
        channel.QueueBind(queueName, exchangeName, routeKey, null);

        Console.WriteLine($"\nRabbitMQ連接成功，\n\n請輸入消息，輸入exit退出！");

        string input;
        do
        {
            input = Console.ReadLine();

            var sendBytes = Encoding.UTF8.GetBytes(input);
            //發佈消息
            channel.BasicPublish(exchangeName, "TopicExchangeKey.one", null, sendBytes);

        } while (input.Trim().ToLower() != "exit");
        channel.Close();
        connection.Close();
    }
}

運行：

2.4Headers Exchange

Headers Exchange不依賴於Routing key 與 Binding key的匹配規則來路由消息，而是根據發送的消息內容中的 headers 屬性進行匹配。這種模式基本沒怎麼用過，所以就跳過了。

參考文獻：
RabbitMQ官網
.NET Core 使用RabbitMQ


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