Top.Mail.Ru
Публичное облако на базе VMware с управлением через vCloud Director
Вход / Регистрация

Установка, настройка и использование RabbitMQ

Дмитрий Бахтенков
Дмитрий Бахтенков
Технический писатель
10 апреля 2024 г.
6800
12 минут чтения
Средний рейтинг статьи: 3.6

Брокеры сообщений — это приложения-посредники, используемые в различных видах архитектуры программного обеспечения, например, в микросервисах. Брокеры пересылают информацию в виде сообщений от сервиса к сервису. 

С брокерами сообщений тесно связан паттерн «publisher-subscriber», суть которого заключается в передаче некоторых событий от так называемых «издателей» (Producers) к потребителям (Consumers). 

C8a108f0 E9fd 4461 8d57 4999d1c8b1e5

Чаще всего в реализации этого паттерна участвует промежуточное звено — тот самый брокер сообщений. 

Image31

Для простоты можно провести аналогию. Представим YouTube: там есть каналы, у которых можно подписаться на уведомления. Далее происходит событие — публикация нового видео. Мы подписаны на это событие и получаем уведомление о том, что видео вышло.

7e626dbb C1e3 4ded B9d4 9b62fa5530d5

VDS и VPS

Гибкие виртуальные серверы с почасовым
биллингом по всему миру: Россия, Азия и Европа

Как работают приложения с брокерами сообщений?

Тут нас будут интересовать три главных термина: Exchange, Queue, Binding.

Exchange 

Сюда попадают сообщения-события. Exchange решает, в какую очередь какие события попадут. Это происходит на основе связей — байндингов, о которых будет сказано далее. На схеме отметим Exchange вот таким способом:

Image32

Queue 

Или просто очередь. Структура данных, получение которых построено по принципу «первый вошёл — первый вышел», или FIFO. Данные хранятся на диске или в ОЗУ и представляют непосредственно сообщения. Очередь отдает копии этих данных потребителям (consumers). Схематично изобразим:

Image26

Binding 

Переводится как «привязка». Это набор правил, которые указывают Exchange, в какую из очередей должны попадать сообщения. Между Exchange и Queue может быть несколько привязок с разными параметрами.

Image17

Принцип работы 

Producer — это какой-то сервис, который генерирует сообщения и посылает их брокеру. Consumer — это другой сервис, который при получении сообщения начинает его обработку. В случае той же аналогии с Ютубом, «издатель» — это сам YouTube, а «потребитель» — это ваш телефон, получающий пуш-уведомления

  1. Producer отправляет сообщение, и оно попадает в Exchange.

Image8

  1. Очередь хранит это сообщение — например, на диске.

Image10

  1. Когда consumer готов принять сообщение (закончил обработку предыдущего или просто приложение-обработчик событий запустилось) — сервер посылает в него скопированные данные из очереди.

 Image29

  1. Consumer получает сообщение, затем как-то обрабатывает его и передаёт брокеру подтверждение (ACK).

Image27

  1. После получения брокером подтверждения сообщение удаляется.

Image40

RabbitMQ

Это популярный open-source брокер сообщений. Он базируется на основе протокола AMQP (Advanced Message Queuing Protocol) — это открытый протокол для передачи сообщений-событий через специальный брокер. Сам протокол имеет очень много возможностей, и помимо RabbitMQ его реализует, например, Apache Qpid

Сам «кролик» разработан на языке программирования Erlang, а его основные преимущества - пропускная способность и максимальная гибкость маршрутизации. Для «кролика» существует множество вариантов настройки правил того, какие сообщения и куда будут попадать на обработку. 

Подключаемся к Рэббиту мы по протоколу TCP: клиент инициализирует подключение по адресу хоста и сохраняет соединение до тех пор, пока ему необходимо взаимодействовать с RabbitMQ. Он также поддерживает аутентификацию, например, по логину и паролю

Установка на разные ОС

RabbitMQ состоит из двух частей: сервер и WebUI (админка). В UI можно смотреть, что, собственно, происходит в нашем брокере: живы ли узлы в кластере, сколько сообщений в процессе обработки и т.д. Давайте разберёмся, как это всё устанавливать на разные ОС.

  • Ubuntu / Debian
  • Windows
  • Astra Linux
  • Docker

Для установки Rabbit на Ubuntu или Debian есть готовая инструкция на официальном сайте. Можно просто выполнить следующий скрипт в командной строке. Разберём его подробнее:

  • Установка стандартных зависимостей

  • Добавляем ключи репозиториев

  
curl -1sLf "https://keys.openpgp.org/vks/v1/by-fingerprint/0A9AF2115F4687BD29803A206B73A36E6026DFCA" | sudo gpg --dearmor | sudo tee /usr/share/keyrings/com.rabbitmq.team.gpg > /dev/null curl -1sLf https://github.com/rabbitmq/signing-keys/releases/download/3.0/cloudsmith.rabbitmq-erlang.E495BB49CC4BBE5B.key | sudo gpg --dearmor | sudo tee /usr/share/keyrings/rabbitmq.E495BB49CC4BBE5B.gpg > /dev/null curl -1sLf https://github.com/rabbitmq/signing-keys/releases/download/3.0/cloudsmith.rabbitmq-server.9F4587F226208342.key | sudo gpg --dearmor | sudo tee /usr/share/keyrings/rabbitmq.9F4587F226208342.gpg > /dev/null deb [signed-by=/usr/share/keyrings/rabbitmq.E495BB49CC4BBE5B.gpg] https://ppa1.novemberain.com/rabbitmq/rabbitmq-erlang/deb/ubuntu $distribution main deb-src [signed-by=/usr/share/keyrings/rabbitmq.E495BB49CC4BBE5B.gpg] https://ppa1.novemberain.com/rabbitmq/rabbitmq-erlang/deb/ubuntu $distribution main deb [signed-by=/usr/share/keyrings/rabbitmq.E495BB49CC4BBE5B.gpg] https://ppa2.novemberain.com/rabbitmq/rabbitmq-erlang/deb/ubuntu $distribution main deb-src [signed-by=/usr/share/keyrings/rabbitmq.E495BB49CC4BBE5B.gpg] https://ppa2.novemberain.com/rabbitmq/rabbitmq-erlang/deb/ubuntu $distribution main deb [signed-by=/usr/share/keyrings/rabbitmq.9F4587F226208342.gpg] https://ppa1.novemberain.com/rabbitmq/rabbitmq-server/deb/ubuntu $distribution main deb-src [signed-by=/usr/share/keyrings/rabbitmq.9F4587F226208342.gpg] https://ppa1.novemberain.com/rabbitmq/rabbitmq-server/deb/ubuntu $distribution main deb [signed-by=/usr/share/keyrings/rabbitmq.9F4587F226208342.gpg] https://ppa2.novemberain.com/rabbitmq/rabbitmq-server/deb/ubuntu $distribution main deb-src [signed-by=/usr/share/keyrings/rabbitmq.9F4587F226208342.gpg] https://ppa2.novemberain.com/rabbitmq/rabbitmq-server/deb/ubuntu $distribution main
  • После выполнения скрипта нам необходимо включить UI. Выполним следующие команды:

Image18

  • Добавим пользователя, под которым мы будем заходить:

  • И выдадим ему все права:

Теперь мы можем зайти на адрес <ваш-IP>:15672, ввести логин и пароль и увидеть админку.

Image21

Обзор RabbitMQ Management

Разберём основные возможности RabbitMQ и его панели администрирования. На главной странице можно посмотреть общую информацию: узлы, их состояние, общее количество сообщений и т.д.

Image5

Connections — это список подключений к кластеру:

Image23

Channels — список каналов. В рамках одного подключения можно создавать несколько каналов, через которые отправляются сообщения. Это сделано для того, чтобы не создавать множество TCP-соединений.

Image9

Exchanges

Обменники рассмотрим подробнее.

Image1

Они имеют бывают разных видов, которые отличаются механизмом правил фильтрации сообщений — на основе этих правил события попадают в конкретные очереди.

  • Direct Exchange

У каждого сообщения есть некоторый ключ — так называемый ключ маршрутизации (Routing Key). Эти сообщения попадут в те очереди, где в привязке к Exchange указан такой же ключ.

Image24

Пример настройки:

Указываем RoutingKey при создании обменника:

Image39

В созданном обменнике отправляем сообщение, указав такой же RoutingKey.

Image36

  • Topic Exchange

Маршрутизация по некоторому ключу-шаблону. При создании шаблона могут использоваться 0 или более слов (латинские буквы в разных регистрах и цифры), с разделителем в виде точки (например, «key.event»), а также символы # и *.

Image11

  • Fanout Exchange

Правила отсутствуют. Каждое отправленное сообщение попадает во все очереди.

Image34

  • Headers Exchange

Использует заголовки байндинга и сообщения, сравнивает пары «ключ-значение» из этих заголовков.

Image37

Очереди

Image13

В отображении конкретной очереди можно увидеть график, где отображается, сколько сообщений находится в ней, статистика по времени доставки и принятия этих сообщений. Сообщения могут быть в двух статусах: Ready — ждут обработки, Unacked — в процессе обработки консьюмером. 

Image33

Реализуем Publisher-Subscriber на Python

Разберём, как использовать RabbitMQ для реализации Pub-Sub на Python. У вас должен быть установлен Python. При написании этой статьи была использована версия 3.11.5.

Мы будем использовать библиотеку Pika. Есть и другие библиотеки, например, rabbitpy или amqp-lib, но они очень давно не обновлялись.

Выберите или создайте папку, в которой будет находиться код приложения, например:

  
mkdir rabbitmq-article

Откройте эту папку в вашей IDE. Я использую Visual Studio Code, также можно использовать PyCharm или другие среды разработки.

Установим библиотеку Pika с помощью команды в терминале:

  
pip install pika 

Image28

Добавим два файла: sender.py и receiver.py:

Image30

В файле sender.py опишем код для Producer, который будет отправлять сообщения. Для этого нужно:

  • Создать подключение к брокеру

  • Создать новый канал с помощью этого подключения

  • Создать новый обменник

  • Создать очередь

  • Привязать очередь к обменнику

  • Выполнить функцию публикации сообщения в созданную очередь

Код sender.py:

  
from pika import BlockingConnection, ConnectionParameters from pika.exchange_type import ExchangeType # создаём подключение, указав параметры в объекте ConnectionParameters connection = BlockingConnection(ConnectionParameters(host='localhost')) # создаём канал channel = connection.channel() # создаём обменник channel.exchange_declare('new_exchange', ExchangeType.direct) # определяем очередь queue = channel.queue_declare(queue='new_queue') # привязываем очередь к обменнику channel.queue_bind(exchange='new_exchange', queue='new_queue', routing_key='key') # публикуем сообщение channel.basic_publish(exchange='new_exchange', routing_key='key', body='Hello World!') print("Сообщение 'Hello World!' отправлено") connection.close()

Теперь реализуем получение сообщения:

  • Добавим подключение и канал

  • Определим обменник и очередь с тем же названием, что и в файле sender.py

  • Привяжем очередь к обменнику

  • Опишем функцию, которая будет вызываться при получении нового сообщения

  • Вызовем метод start_consuming для того, чтобы запустить ожидание сообщений

Код receiver.py:

  
from pika import BlockingConnection, ConnectionParameters from pika.exchange_type import ExchangeType import sys, os def main(): # создаём подключение connection = BlockingConnection(ConnectionParameters(host='localhost')) # создаём канал channel = connection.channel() # создаём обменник channel.exchange_declare('new_exchange', ExchangeType.direct) # определяем очередь queue = channel.queue_declare(queue='new_queue') # привязываем очередь к обменнику channel.queue_bind(exchange='new_exchange', queue='new_queue', routing_key='key') # функция, которая вызывается при получении сообщения def handle(ch, method, properties, body): print(f"Получено сообщение: {body}") # привязываем callback-функцию и очередь channel.basic_consume(queue='new_queue', on_message_callback=callback, auto_ack=True) print('Ожидание сообщения. Чтобы завершить работу приложения, нажмите ctrl+c') channel.start_consuming() if __name__ == '__main__': try: main() except KeyboardInterrupt: try: sys.exit(0) except SystemExit: os._exit(0)

Сначала запустим receiver:

Image16

Далее запускаем sender:

Bcab1a57 6e16 4e38 9068 E469caa29ff1

И в терминале, где запущен receiver, мы видим сообщение:

Image15

В RabbitMQ Management мы можем зайти в созданный обменник и увидеть привязку к очереди по Routing key:

Image2

Подготовили для вас выгодные тарифы на облачные серверы

  • Premium 3.3 ГГц
  • Dedicated CPU
Москва
12 мес Скидка 10%
Cloud MSK 15

270 ₽/мес

Процессор
1 x 3.3 ГГц
Память
1 ГБ
NVMe
15 ГБ
Канал
1 Гбит/с
Публичный IP
Cloud MSK 30

495 ₽/мес

Процессор
1 x 3.3 ГГц
Память
2 ГБ
NVMe
30 ГБ
Канал
1 Гбит/с
Публичный IP

Заключение

В этой статье мы рассмотрели, что такое брокеры сообщений, как приложения работают с ними, а также научились устанавливать и использовать брокер сообщений RabbitMQ.

10 апреля 2024 г.
6800
12 минут чтения
Средний рейтинг статьи: 3.6

Читайте также

Хотите внести свой вклад?
Участвуйте в нашей контент-программе за
вознаграждение или запросите нужную вам инструкцию
img-server
  • Ваш комментарий
  • Предпросмотр
Пока нет комментариев
Произошла неизвестная ошибка
Мы используем на сайте куки.
В интернете без них никак