.NET Core RabbitMQ探索(2)——RabbitMQ的Exchange

　　实际上，RabbitMQ的生产者并不会直接把消息发送给队列，甚至生产者都不知道消息是否会被发送给一个队列。对于生产者而言，它们只能把消息发送到Exchange，一个Exchange所完成的工作相当简单，一方面，它从生产者那里接收消息；另一方面它将消息存入队列中。一个Exchange需要准确的知道它要如何处理它接收到的消息，例如，它需要把消息转发到特定的队列，还是进行广播处理，或者直接将它丢弃。可以通过exchange type来定义Exchange处理消息的规则。
　　整个框架结构图如图所示。

　　Exchange types有以下几种：direct、topic、headers和fanout。如果我们没有定义Exchange，那么系统就会默认使用一个默认的Exchange，名为：""，就像我们入门篇里的一样，它会自己创建一个""的默认Exchange，然后将消息转发给特定routingKey的队列。

• Direct Exchange

　　使用direct exchange时，会将exchange与特定的队列进行绑定，转发时由routingkey进行队列的匹配，如图所示。

　　在direct类型的exchange中，只有这两个routingkey完全相同，exchange才会选择对应的binding进行消息路由，代码示例如下所示：

1. 首先我们需要将exchange和queue进行binding

channel.QueueBind(queue: "create_pdf_queue",

                    exchange: "pdf_events",

                    routingKey: "pdf_create",

                    arguments: null);

　　绑定时需要设置：队列名、exchange名和它们的routingkey。

1. 在发送消息到exchange时会设置对应的routingkey

channel.BasicPublish(exchange: "pdf_events",

                        routingKey: "pdf_create",

                        basicProperties: properties,

                        body: body);

　　生产者发布消息时，需要设置exchange名和routingKey，如果exchange名和routingKey都与上述绑定的完全一致，那么该exchange就会将这条消息路由到队列。

• Topic Exchange

　　此类exchange与direct类似，唯一不同的地方是，direct类型要求routingKey完全一致，而这里可以可以使用通配符进行模糊匹配，符号“#”匹配一个或多个词，符号“*”匹配不多不少一个词。因此“JiangYuZhou.#”能够匹配到“JiangYuZhou.pets.cat”，但是“JiangYuZhou.*” 只会匹配到“JiangYuZhou.money”。
　　所以，Topic Exchange 使用非常灵活，topic exchange如图所示。

　　例如，我们首先声明一个topic exchange，它的名称为"agreements"：

// Topic类型的exchange, 名称 agreements

    channel.ExchangeDeclare(exchange: "agreements",

                            type: ExchangeType.Topic,

                            durable: true,

                            autoDelete: false,

                            arguments: null);

　　然后，我们声明三个队列，它们分别如下：

// 创建berlin_agreements队列

    channel.QueueDeclare(queue: "berlin_agreements",

                            durable: true,

                            exclusive: false,

                            autoDelete: false,

                            arguments: null);

    //创建 all_agreements 队列

    channel.QueueDeclare(queue: "all_agreements",

                            durable: true,

                            exclusive: false,

                            autoDelete: false,

                            arguments: null);

    //创建 headstore_agreements 队列

    channel.QueueDeclare(queue: "headstore_agreements",

                            durable: true,

                            exclusive: false,

                            autoDelete: false,

                            arguments: null);

　　最后，我们将agreements exchange分别与上面的三个队列以不同通配符的routingKey进行绑定：

//绑定 agreements --> berlin_agreements 使用routingkey:agreements.eu.berlin.#

    channel.QueueBind(queue: "berlin_agreements",

                        exchange: "agreements",

                        routingKey: "agreements.eu.berlin.#",

                        arguments: null);

    //绑定 agreements --> all_agreements 使用routingkey:agreements.#

    channel.QueueBind(queue: "all_agreements",

                        exchange: "agreements",

                        routingKey: "agreements.#",

                        arguments: null);

    //绑定 agreements --> headstore_agreements 使用routingkey:agreements.eu.*.headstore

    channel.QueueBind(queue: "headstore_agreements",

                        exchange: "agreements",

                        routingKey: "agreements.eu.*.headstore",

                        arguments: null);

　　这时我们如果发送下列消息：

 var message = "hello world";

 var body = Encoding.UTF8.GetBytes(message);

 var properties = channel.CreateBasicProperties();

 properties.Persistent = true;

channel.BasicPublish(exchange: "agreements",

    routingKey: "agreements.eu.berlin",

    basicProperties: properties,

    body: body);

　　该消息设置的exchange为"agreements"，routingKey为"agreements.eu.berlin"，所以它可以匹配上面的"agreements.eu.berlin.#"和"agreements.#"，消息被转发到了"berlin_agreements"和"all_agreements"队列。

• Fanout Exchange

　　该exchange无需对routingKey进行匹配操作，而是很简单的直接将消息路由到所有绑定的队列中，如图所示。

• Header Exchange

　　此类型的路由规是根据header来判断的，首先需要以键值对的形式设置header的参数，在绑定exchange的时候将header以arguments的形式传递进去，传递参数时，键为"x-match"的header可以设置它的值为all或any，其中，all表示只有当发布的消息匹配该header中除"x-match"以外的所有值时，消息才会被转发到该队列；any表示当发布的消息匹配该header种除"x-match"外的任意值时，该消息会被转发到匹配队列。

代码操练

　　最后我们以header exchange为例，演示我们的Exchange。首先我们创建四个项目，其中一个作为生产者，另作三个均作为消费者，并且使用：

dotnet add package RabbitMQ.Client

　　给四个项目均安装上RabbitMQ的.NET包，并进行restore，项目结构如图所示：

　　开始编写Send端的代码，其中，RabbitMQ还是使用我们在上一章种使用的Docker中RabbitMQ，程序如下：

using System;

using System.Collections.Generic;

using System.Text;

using RabbitMQ.Client;

namespace Send

{

    class Program

    {

        static void Main(string[] args)

        {

            var factory = new ConnectionFactory() { HostName = "148.70.210.208" };

            using (var connection = factory.CreateConnection())

            {

                using (var channel = connection.CreateModel())

                {

                    //声明Headers类型的exchange，名称为agreements

                    channel.ExchangeDeclare(exchange: "agreements",

                        type: ExchangeType.Headers,

                        autoDelete: false,

                        arguments: null);

                    //创建队列queue.A

                    channel.QueueDeclare(queue: "queue.A",

                        durable: true,

                        exclusive: false,

                        autoDelete: false,

                        arguments: null);

                    //创建队列queue.B

                    channel.QueueDeclare(queue: "queue.B",

                        durable: true,

                        exclusive: false,

                        autoDelete: false,

                        arguments: null);

                    //创建队列queue.C

                    channel.QueueDeclare(queue: "queue.C",

                        durable: true,

                        exclusive: false,

                        autoDelete: false,

                        arguments: null);

                    //绑定agreements=>queue.A，使用arguments(format=pdf、type=report、x-match=all)

                    //只有当header中同时满足format=pdf、type=report时，消息才会被转发到队列A

                    Dictionary<string, object> aHeader = new Dictionary<string, object>();

                    aHeader.Add("format", "pdf");

                    aHeader.Add("type", "report");

                    aHeader.Add("x-match", "all");

                    channel.QueueBind(queue: "queue.A",

                        exchange: "agreements",

                        routingKey: string.Empty,

                        arguments: aHeader);

                    //绑定agreements=>queue.B，使用arguments(format=pdf、type=log、x-match=any)

                    //当header中满足format=pdf或type=log任意一个时，消息就会被转发到队列B

                    Dictionary<string, object> bHeader = new Dictionary<string, object>();

                    bHeader.Add("format", "pdf");

                    bHeader.Add("type", "log");

                    bHeader.Add("x-match", "any");

                    channel.QueueBind(queue: "queue.B",

                        exchange: "agreements",

                        routingKey: string.Empty,

                        arguments: bHeader);

                    //绑定agreements=>queue.C，使用arguments(format=zip、type=report、x-match=all)

                    //当header中同时满足format=zip和type=report时，消息会被转发到队列C

                    Dictionary<string, object> cHeader = new Dictionary<string, object>();

                    cHeader.Add("format", "zip");

                    cHeader.Add("type", "report");

                    cHeader.Add("x-match", "all");

                    channel.QueueBind(queue: "queue.C",

                        exchange: "agreements",

                        routingKey: string.Empty,

                        arguments: cHeader);

                    string message1 = "hello world From 1";

                    var body = Encoding.UTF8.GetBytes(message1);

                    var properties1 = channel.CreateBasicProperties();

                    properties1.Persistent = true;

                    Dictionary<string, object> mHeader1 = new Dictionary<string, object>();

                    mHeader1.Add("format", "pdf");

                    mHeader1.Add("type", "report");

                    properties1.Headers = mHeader1;

                    //这条消息会被转发到queue.A和queue.B

                    //queue.A 的binding (format=pdf, type=report, x-match=all)

                    //queue.B 的binding (format=pdf, type=log, x-match=any)

                    channel.BasicPublish(exchange: "agreements",

                                    routingKey: string.Empty,

                                    basicProperties: properties1,

                                    body: body);

                    string message2 = "hello world From 2";

                    body = Encoding.UTF8.GetBytes(message2);

                    var properties2 = channel.CreateBasicProperties();

                    properties2.Persistent = true;

                    Dictionary<string, object> mHeader2 = new Dictionary<string, object>();

                    mHeader2.Add("type", "log");

                    properties2.Headers = mHeader2;

                    //这条消息会被转发到queue.B

                    //queue.B 的binding (format = pdf, type = log, x-match = any)

                    channel.BasicPublish(exchange: "agreements",

                                    routingKey: string.Empty,

                                    basicProperties: properties2,

                                    body: body);

                    string message3 = "hello world From 3";

                    body = Encoding.UTF8.GetBytes(message3);

                    var properties3 = channel.CreateBasicProperties();

                    properties3.Persistent = true;

                    Dictionary<string, object> mHeader3 = new Dictionary<string, object>();

                    mHeader3.Add("format", "zip");

                    properties3.Headers = mHeader3;

                    //这条消息不会被路由

                    //队列C要求同时满足两个条件，这里只满足了一个，没有匹配的队列

                    channel.BasicPublish(exchange: "agreements",

                                    routingKey: string.Empty,

                                    basicProperties: properties3,

                                    body: body);

                }

            }

        }

    }

}

　　运行程序后，可以看到，queue.A中匹配了三条消息、queue.B中匹配了两条、queue.C中没有匹配到任何消息。

　　可以看到，队列A中匹配了一条信息，即Message 1，队列B中匹配了两条信息，即Message 1和Message2，队列C中没有匹配信息，符合我们程序的编写，下面用接收端进行接收。
　　接收端分别写了三个程序，分别接收队列A、B、C的消息，它们除了绑定队列名称不同外，其余全部相同，下面是绑定队列A的接收程序：

using System;

using System.Text;

using RabbitMQ.Client;

using RabbitMQ.Client.Events;

namespace Recieve1

{

    class Program

    {

        static void Main(string[] args)

        {

            var factory = new ConnectionFactory() { HostName = "148.70.210.208" };

            using (var connection = factory.CreateConnection())

            {

                using (var channel = connection.CreateModel())

                {

                    //注意要与发送端的声明一致

                    channel.ExchangeDeclare(exchange: "agreements",

                        type: ExchangeType.Headers,

                        autoDelete: false,

                        arguments: null);

                    //绑定了queue.C和agreements Exchange

                    channel.QueueBind(queue: "queue.A",

                        exchange: "agreements",

                        routingKey: string.Empty);

                    Console.WriteLine("Waiting for messages");

                    var consumer = new EventingBasicConsumer(channel);

                    //绑定接收完成事件

                    consumer.Received += (model, ea) =>

                    {

                        var body = ea.Body;

                        var message = Encoding.UTF8.GetString(body);

                        Console.WriteLine($"Recieve Message：{message}");

                    };

                    channel.BasicConsume(queue: "queue.A",

                        autoAck: true,

                        consumer: consumer);

                    Console.WriteLine("Press [enter] to exit");

                    Console.ReadLine();

                }

            }

        }

    }

}

　　最后，我们分别运行这三个接收程序：

　　符合程序设计。