相比於求學時期處理的少量數據，進入職場後，許多線上產品、網頁等內容的使用量往往達到數十萬甚至數百萬。這樣的龐大流量如果不加以妥善管理，極有可能導致系統崩潰。在這種情況下，我們便能夠運用 RabbitMQ 等訊息佇列技術來有效地處理流量，確保系統的穩定性與可靠性。
簡介
什麼是 Queue
佇列（Queue）是一種抽象資料型別，按照先進先出（FIFO）的模式來處理資料，屬於一種線性表。這意味著最先進入佇列的元素會是最先被取出的元素，通常用於處理需要依照順序執行的任務或訊息。
什麼是 RabbitMQ
RabbitMQ 是一套開源的訊息佇列服務軟體，因其高效能、高可靠性和可伸縮性而廣受推崇。RabbitMQ 支援多種程式語言和作業系統，幾乎所有的現代服務都能利用 RabbitMQ 來實現系統解耦、流量平衡和高效的訊息處理。簡單來說，RabbitMQ 是一個開源的消息中介軟體，專門處理不同系統之間的訊息流通與流量調節。
RabbitMQ 的架構
RabbitMQ 由五個主要部分組成：
- 生產者（Producer）：生產者是將訊息發送到 RabbitMQ 的應用程式或服務。它將訊息發送到指定的交換器（Exchange），由交換器負責後續的處理。
- 交換器（Exchange）：交換器接收來自生產者的訊息，並根據特定規則將這些訊息分配到一個或多個佇列中。RabbitMQ 支援四種主要的交換器類型：
- Direct Exchange：根據精確的路由鍵（routing key）將訊息直接分發到指定的佇列。
- Fanout Exchange：將訊息廣播到所有與之綁定的佇列，不會考慮路由鍵。
- Topic Exchange：根據路由鍵的模式匹配來將訊息分發到對應的佇列，具有較高的靈活性。
- Headers Exchange：根據訊息的標頭（header）內容來將訊息路由到合適的佇列，通常用於更複雜的條件過濾。
- 佇列（Queue）：佇列是用來存放訊息的容器。RabbitMQ 會依照先進先出（FIFO）的順序，將訊息從佇列中取出並交給消費者。
- 綁定（Binding）：綁定是交換器與佇列之間的關聯，決定訊息如何從交換器傳送到佇列。不同的交換器類型會有不同的綁定規則。
- 消費者（Consumer）：消費者是從佇列中取出並處理訊息的應用程式或服務。通常，每個消費者會持續連接到佇列並不斷地處理消息。
RabbitMQ 的特點
- 可靠性：
- 持久化：RabbitMQ 支持消息持久化，即使系統崩潰或重啟，未處理的消息也不會丟失。
- 確認機制：消費者在成功處理消息後，會發送確認（acknowledgment）信號，確保每條消息都被正確處理，避免丟失。
- 死信隊列（Dead-letter Queue, DLQ）：當消息無法被消費或處理時，RabbitMQ 可以將其轉發到死信隊列，方便後續的錯誤分析和處理。
- 擴展性： RabbitMQ 支援集群模式，允許多個 RabbitMQ 節點組成集群，從而提升系統的可用性和處理能力。此外，RabbitMQ 還支援鏡像隊列（Mirrored Queue），可將隊列的數據同步到多個節點，提高容錯性。
- 靈活的消息分配： 根據不同的交換器類型，RabbitMQ 提供靈活的消息路由機制，使得根據需求來設計複雜的消息處理邏輯成為可能。例如，根據路由鍵、消息標頭等多種條件來精確分配訊息。
- 高可用性： RabbitMQ 支援鏡像隊列，能夠在集群中的多個節點之間同步佇列數據，確保即使某一節點失效，數據仍然可以正常訪問，避免服務中斷。
- 管理界面： RabbitMQ 提供了一個基於 Web 的管理界面，使用者可以輕鬆監控隊列的狀態，查看消息的處理情況，並執行各種管理操作，如創建、刪除交換器和隊列等。
RabbitMQ 的使用
使用理由
- 解耦：RabbitMQ 使我們可以將重複且容易取得的資料集中存放，讓其他系統根據需求從 RabbitMQ 獲取，避免各系統之間直接綁定數據傳遞，降低系統間的耦合度。
- 異步：我們可以先完成必要的步驟並立即回傳結果，將剩餘的工作交由 RabbitMQ 异步處理，這樣可以減少使用者的等待時間。
- 降低峰值：這可能是 RabbitMQ 最重要的功能。當流量突增時，我們可以將過多的請求或消息先放入 RabbitMQ，讓系統的消費者根據自身處理能力逐步消化這些流量，避免瞬間流量衝擊導致系統崩潰。
使用情境
- 微服務架構： 在微服務架構中，服務之間通常需要進行異步通信。RabbitMQ 作為訊息中介，能有效解耦不同服務，確保它們之間的獨立運行與協作。
- 事件驅動架構： 使用 RabbitMQ 可輕鬆實現事件驅動架構。在事件發生時，系統向消息隊列發送事件訊息，其他系統或服務可消費這些訊息並根據事件做出響應。
- 流量削峰： RabbitMQ 可平滑處理流量高峰。當大量請求湧入時，系統不會立即過載，反而可以將請求排入隊列，讓消費者依據自身的處理能力逐步消化，避免系統崩潰。
- 任務排程與異步處理： 長時間運行的任務可被拆解為異步任務並送交給 RabbitMQ，然後交由消費者處理，避免主線程阻塞，提升系統的吞吐量與效能。
