RabbitMQ を使うにあたっての要点を図解しつつまとめた記事です。主にRabbitMQチュートリアルの情報のまとめですが、チュートリアル外で得た情報も参照しつつ説明します。
RabbitMQ とは？
チュートリアルの冒頭で RabbitMQ はメッセージブローカだと書かれています。つまり仲介者。
RabbitMQ は「メッセージ・キューイング」を実現するソフトウェアです。「メッセージ・キューイング」とはざっくりというと、アプリケーション間のデータのやり取りをする際に直接やり取りするのではなく、間にキューをはさみ、送信側がキューに溜め込んでいく方式のこと。こうすることで、例えば次に上げるようなメリットを得られるようになります。
- 送信側は、受信側の処理の終了を待つ必要がなく次の処理を続行できる
- 送信側と受信側に分離されるため、疎結合なデザインになりやすい
- 各アプリケーションをステートレスにしやすくスケールアウトしやすくなる
4つの登場人物を図解する。
RabbitMQ の概要を理解するにあたっては、Producer、Exchange、Queue、Consumer という 4 つの登場人物をおさえる必要があります。図解すると以下の通り。
各登場人物を理解する。
ここから、各登場人物について細かく見ていきます。
Producer
メッセージを送信するプログラムのことです。送信する際に指定するのは次の 3 つです。
- メッセージ送付先の Exchange 名
- routing key
- メッセージ
直接キューにメッセージを送信するのではなく、Exchange 名を指定して Exchange 宛に送信します。受信側のことを考える必要はないので、疎結合化に一役買っているといえます。
Consumer
メッセージを受信するプログラムのことです。受信の際に必要なのは、どの Queue からメッセージを受信するかだけ。送信側がどのようにメッセージを送信しているかを考える必要はありません。
Exchange
どのメッセージをどのように配送するかのひも付けをするのが Exchange と Queue です。
Exchange で設定するのは自身の Exchange 名と、Exchange Type。Exchange Type によって、メッセージをどのように配送するかを設定でき、例えば以下のタイプがあります。
- fanout (exchange と紐付いた全てのキューにメッセージをブロードキャストする)
- direct (ルーティングキーがバインディングキーとマッチするときのみ配送する)
- topic (ルーティングキーを fast.orange.rabbit のように「.」区切りで指定する。ルーティングキーがバインディングキーのパターンとマッチするときのみ配送する)
- 無指定 (この場合は、ルーティングキーで指定したキューに配送する)
Queue
その名の通り、キューの役割。キューを作成する際に必要となるのが、次の二つの情報。言い換えるとキューが受け取りたいデータを設定します。
- どの Exchange と紐付けるか
- binding key
メッセージのルーティングキーを参照し、バインディングキーとマッチするものをキューにためていきます。
ExchangeType
Exchange Type は上述したとおりいくつか種類がありますが「fanout」「direct」「topic」について、それぞれどのような動作をするか説明します。
※ なお、各チュートリアルのリンク先は Python にしていますが、他の多くの言語にも対応しています。
fanout
Publish/Subscribe を実現するためのもの。チュートリアル 3章 Publish/Subscribeで取り上げられているものです。
次の図のように Exchange と紐付いた全てのキューにメッセージを配送します。
direct
チュートリアル 4章 Routingで取り上げられているものです。章の題名は Routing になっていますが、メッセージの種別に応じて、適切な相手に送り届けたい場合に使うのが Exchange Type の「direct」です。
次の図はログの深刻度(error, warning, info のいずれか)に応じて配送先を変える例になります。
受信側はまずキューを作ります。その際、バインディングキーで受け取りたいメッセージの深刻度を指定します。バインディングキーは二つ以上の項目を設定できるので、error, warning, info の三つを指定することも可能です。
送信側はメッセージを送信する際、深刻度をルーティングキーで指定します。そうすることで、バインディングキーにマッチしたキューにのみ配送されるようになります。
topic
チュートリアル 5章 Topicsで取り上げられているものです。
Exchange Type が Topics の場合は、ルーティングキーを fast.orange.rabbit のように「.」区切りで指定します。ルーティングキーがバインディングキーのパターンとマッチするときのみ配送するパターンです。
バインディングキーの設定にあたっては、二つの特殊な記号を使えます。
- (*) は 1 ワード
- (#) はゼロ個、もしくは複数個のワード
例えば、バインディングキーが「#.rabbit」の場合は、「fast.orange.rabbit」「black.rabbit」「rabbit」いずれの場合も受け取ることができます。
バインディングキーが「fast.*.rabbit」の場合は、「fast.orange.rabbit」は該当するので受け取ります。一方で「fast.rabbit」のようなメッセージは受け取りません。
メッセージキューイングの他の選択肢は？
ここまで RabbitMQ の説明をしてきましたが、メッセージキューイングは RabbitMQ 以外にも様々な実装、サービスがあります。選定にあたって、有用なスライドがありました。
Slideshare:ストリーム処理を支えるキューイングシステムの選び方
観点としては、スループット、レイテンシであったり、やりたいことができるかどうかによると思います。
また、主要なクラウドサービスではフルマネージドのメッセージキューイングサービスが提供されています。コストとの兼ね合いになるかと思いますが管理はフルマネージドのサービスの方が楽だと思います。
参考
Slideshare:ストリーム処理を支えるキューイングシステムの選び方
GREE Engineer's Blog:AMQPによるメッセージング
CyberAgent:Developers Blog:Apache Kafka & Google Cloud Pub/Sub 主要機能の比較