Hiểu rõ cách hoạt động của RabbitMQ Exchange khi dùng NestJS Microservice

rabbitmq-exchange

Trong quá trình làm việc với microservice trong NestJS, mình chủ yếu dùng RabbitMQ microservice transport.
Bản chất là các service giao tiếp qua message broker (RabbitMQ), chứ không gọi HTTP trực tiếp.

Mỗi service có thể đóng vai trò:

Publisher: gửi message
Consumer: nhận message

Khi gửi message, service sẽ publish đến exchange — đây là nơi định tuyến trung gian.
RabbitMQ dùng binding rule giữa exchange và các queue để quyết định message sẽ được gửi đến queue nào.
Các service khác (consumer) sẽ subscribe vào queue, lắng nghe message được định tuyến đến đó và xử lý.

Hôm nay chúng ta sẽ cùng nhau tìm hiểu các loại exchange trong RabbitMQ nhé.
Hôm trước đi phỏng vấn mình gặp đúng case này nên viết bài này để ghi nhớ luôn 😄

Bắt đầu nhé.

1. Direct Exchange

direct-exchange

Message có một routing key cụ thể (ví dụ: "order.created").

Exchange chỉ gửi message tới queue nào có binding key trùng khớp 100%.
Giao tiếp kiểu 1-1, rất chính xác.

Ví dụ:

Exchange: order_exchange
Queue: order_created_queue (bind với key order.created)

Khi publish message với key "order.created", chỉ queue đó nhận.

Dùng khi:
Cần định tuyến chính xác đến một consumer.

Trong NestJS

NestJS mặc định dùng Direct exchange nếu không chỉ định loại khác.

Producer service: (Gửi message)

// app.module.ts
@Module({
  imports: [
    ClientsModule.register([
      {
        name: 'ORDER_SERVICE',
        transport: Transport.RMQ,
        options: {
          urls: ['amqp://guest:guest@localhost:5672'],
          queue: 'order_created_queue',
          queueOptions: { durable: true },
        },
      },
    ]),
    ...
  ],
  providers: [...],
})
export class AppModule {}

// app.service.ts
...
@Injectable()
export class AppService {
  constructor(
    @Inject('ORDER_SERVICE') private readonly client: ClientProxy,
  ) {}

  async createOrder(order: any) {
    // routing key: 'order.created'
    this.client.emit('order.created', order);
  }
  ...
}

Consumer service (nhận message)

// main.ts
...
async function bootstrap() {
  const app = await NestFactory.createMicroservice<MicroserviceOptions>(
    AppModule,
    {
      transport: Transport.RMQ,
      options: {
        urls: ['amqp://guest:guest@localhost:5672'],
        queue: 'order_created_queue',
        queueOptions: { durable: true },
      },
    },
  );
  await app.listen();
}
bootstrap();

// app.service.ts
...
@Controller()
export class AppService {
  @EventPattern('order.created')
  handleOrderCreated(@Payload() data: any) {
    console.log('Received order:', data);
  }
}

2. Fanout Exchange

fanout-exchange

Bỏ qua routing key.
Gửi broadcast đến tất cả queue đã bind vào exchange đó.
Mỗi consumer đều nhận cùng message.

Ví dụ:

Exchange: notification_exchange
Queue: email_queue
Queue: sms_queue
Queue: push_queue

Publish 1 message → cả 3 queue đều nhận.

Dùng khi:
Muốn nhiều service nhận cùng một event
(ví dụ: user đăng ký mới → gửi email, SMS, push notification).

Trong NestJS:

// Producer
client.emit('user.registered', { userId: 123 });
// Consumer (các service khác nhau đều lắng nghe)
@EventPattern('user.registered')
handleUserRegistered(data) { ... }

Fanout exchange trong RabbitMQ chính là cơ chế tương đương với pub/sub pattern.

3. Topic Exchange

topic-exchange

Cơ chế:
Sử dụng pattern routing key (dấu * và #):

* = match 1 từ (ngăn cách bởi .)
# = match 0 hoặc nhiều từ

Giúp định tuyến linh hoạt và powerful hơn.

Ví dụ:

Exchange: logs_topic
Queue A: bind với key user.* (nhận user.created, user.deleted)
Queue B: bind với key user.# (nhận tất cả message bắt đầu bằng user.)

Dùng khi:
Muốn nhóm các sự kiện theo chủ đề (event-based architecture).
Ví dụ: order.created, order.cancelled, payment.refunded.

Trong NestJS:

@EventPattern('order.*')
handleOrderEvents(data) {
  console.log(data);
}

@EventPattern(‘order.*’) chỉ là cách đặt tên, chứ không khiến NestJS tự tạo Topic Exchange. Nếu bạn thực sự muốn wildcard routing, bạn phải tự cấu hình exchange type = topic trong RabbitMQ hoặc code.

4. Headers Exchange

Cơ chế:
Không dùng routing key, mà so sánh theo header key-value của message.

Dùng khi:
Routing phức tạp, phụ thuộc metadata hoặc nhiều điều kiện.
Thường dùng trong hệ thống lớn, nhiều chiều dữ liệu.

Trong NestJS:
Headers exchange ít dùng trực tiếp — cần cấu hình ở RabbitMQ layer chứ không qua decorator.

Phức tạp, thực tế mình chưa gặp phải loại này.

5. Hiểu sâu hơn về cách hoạt động trong NestJS

🟩 1. NestJS mặc định dùng Direct Exchange

Khi bạn tạo microservice với transport: Transport.RMQ,
NestJS mặc định dùng Direct Exchange (tên là amq.direct).

Nó sẽ:

Tự động tạo 1 queue (nếu chưa có).
Bind queue đó vào exchange amq.direct với routing key = pattern bạn khai báo trong @EventPattern().

@EventPattern('order.created')
handleOrderCreated(data) { ... }

Khi chạy, NestJS sẽ bind queue với routing key "order.created" đến exchange amq.direct.
👉 Đây không phải Topic Exchange, mà chỉ là Direct binding chính xác.

🟨 2. Khi bạn viết `@EventPattern('order.*')`, NestJS không tạo Topic Exchange

Dù bạn dùng ký tự * hoặc #, NestJS không tự chuyển sang topic exchange.
Nó vẫn bind với Direct Exchange, nghĩa là:

RabbitMQ sẽ không hiểu ký tự * hay # theo wildcard.
Nó sẽ coi 'order.*' chỉ là một chuỗi literal (exact match).

Tức là:

Nếu publisher emit 'order.created',
Consumer @EventPattern('order.*') sẽ KHÔNG nhận được,
trừ khi bạn có một queue thực sự bind bằng key 'order.created'.

🟦 3. Nếu muốn dùng Topic Exchange thật sự

Bạn phải tự định nghĩa exchangeType = 'topic' khi tạo connection hoặc queue trong RabbitMQ.

Cụ thể:

Tạo exchange thủ công (qua RabbitMQ Management UI hoặc code).
Bind queue vào exchange đó với key pattern order.*.
Trong NestJS, cấu hình exchange tương ứng trong ClientProxy hoặc microservice option.

Ví dụ:

options: {
  urls: ['amqp://guest:guest@localhost:5672'],
  exchange: 'logs_topic',
  exchangeType: 'topic',
  routingKey: 'order.*',
  queue: 'order_topic_queue',
}

🟧 4. Tương tự với Fanout

Fanout bỏ qua routing key

Giống như Topic Exchange, NestJS mặc định không tạo Fanout Exchange.
Nó chỉ dùng Direct Exchange (amq.direct) trừ khi bạn chỉ định khác.

Vì vậy, nếu bạn muốn dùng Fanout, bạn cần:

Tạo exchange kiểu fanout trong RabbitMQ (qua UI hoặc script).
Khai báo exchangeType: 'fanout' trong NestJS microservice config.

Ví dụ:

options: {
  urls: ['amqp://guest:guest@localhost:5672'],
  exchange: 'notification_exchange',
  exchangeType: 'fanout',
}

💡 Tóm lại:
NestJS mặc định chỉ hỗ trợ Direct Exchange (amq.direct).
Nếu bạn muốn dùng Topic hoặc Fanout, bạn cần tự cấu hình exchangeType
trong RabbitMQ hoặc trong phần options khi khởi tạo microservice.

Việc lựa chọn loại exchange trong RabbitMQ phụ thuộc vào bài toán cụ thể:

Cần định tuyến chính xác → dùng Direct
Cần broadcast cho nhiều service → dùng Fanout
Cần phân loại theo chủ đề → dùng Topic
Cần routing phức tạp theo metadata → dùng Headers

Hy vọng qua bài viết này, mình (và bạn 😄) đã nắm được sâu hơn về exchange trong RabbitMQ.

Cảm ơn bạn đã đọc!
Nếu có góp ý, cứ feel free để lại comment phía dưới nhé.

Bye for now 👋

1. Direct Exchange#

2. Fanout Exchange#

3. Topic Exchange#

4. Headers Exchange#

5. Hiểu sâu hơn về cách hoạt động trong NestJS#

🟩 1. NestJS mặc định dùng Direct Exchange#

🟨 2. Khi bạn viết @EventPattern('order.*'), NestJS không tạo Topic Exchange#

🟦 3. Nếu muốn dùng Topic Exchange thật sự#

🟧 4. Tương tự với Fanout#

1. Direct Exchange

2. Fanout Exchange

3. Topic Exchange

4. Headers Exchange

5. Hiểu sâu hơn về cách hoạt động trong NestJS

🟩 1. NestJS mặc định dùng Direct Exchange

🟨 2. Khi bạn viết `@EventPattern('order.*')`, NestJS không tạo Topic Exchange

🟦 3. Nếu muốn dùng Topic Exchange thật sự

🟧 4. Tương tự với Fanout