一、消息队列概述 消息队列中间件是分布式系统中重要的组件,主要解决应用解耦,异步消息,流量削锋等问题,实现高性能,高可用,可伸缩和最终一致性架构。目前使用较多的消息队列有ActiveMQ,RabbitMQ,ZeroMQ,Kafka,MetaMQ,RocketMQ

应用场景

异步处理,应用解耦,流量削锋和消息通讯四个场景。

异步处理

场景说明:用户注册后,需要发注册邮件和注册短信。传统的做法有两种 1.串行的方式;2.并行方式 a、串行方式:将注册信息写入数据库成功后,发送注册邮件,再发送注册短信。以上三个任务全部完成后,返回给客户端。

b、并行方式:将注册信息写入数据库成功后,发送注册邮件的同时,发送注册短信。以上三个任务完成后,返回给客户端。与串行的差别是,并行的方式可以提高处理的时间

假设三个业务节点每个使用50毫秒钟,不考虑网络等其他开销,则串行方式的时间是150毫秒,并行的时间可能是100毫秒。 因为CPU在单位时间内处理的请求数是一定的,假设CPU1秒内吞吐量是100次。则串行方式1秒内CPU可处理的请求量是7次(1000/150)。并行方式处理的请求量是10次(1000/100)

按照以上约定,用户的响应时间相当于是注册信息写入数据库的时间,也就是50毫秒。注册邮件,发送短信写入消息队列后,直接返回,因此写入消息队列的速度很快,基本可以忽略,因此用户的响应时间可能是50毫秒。因此架构改变后,系统的吞吐量提高到每秒20 QPS。比串行提高了3倍,比并行提高了两倍。

应用解耦

场景说明:用户下单后,订单系统需要通知库存系统。传统的做法是,订单系统调用库存系统的接口。如下图:

传统模式的缺点:假如库存系统无法访问,则订单减库存将失败,从而导致订单失败,订单系统与库存系统耦合

订单系统:用户下单后,订单系统完成持久化处理,将消息写入消息队列,返回用户订单下单成功 库存系统:订阅下单的消息,采用拉/推的方式,获取下单信息,库存系统根据下单信息,进行库存操作 假如:在下单时库存系统不能正常使用。也不影响正常下单,因为下单后,订单系统写入消息队列就不再关心其他的后续操作了。实现订单系统与库存系统的应用解耦

流量削锋

流量削锋也是消息队列中的常用场景,一般在秒杀或团抢活动中使用广泛。 应用场景:秒杀活动,一般会因为流量过大,导致流量暴增,应用挂掉。为解决这个问题,一般需要在应用前端加入消息队列。 a、可以控制活动的人数 b、可以缓解短时间内高流量压垮应用

用户的请求,服务器接收后,首先写入消息队列。假如消息队列长度超过最大数量,则直接抛弃用户请求或跳转到错误页面。 秒杀业务根据消息队列中的请求信息,再做后续处理

日志处理

日志处理是指将消息队列用在日志处理中,比如Kafka的应用,解决大量日志传输的问题。架构简化如下

日志采集客户端,负责日志数据采集,定时写受写入Kafka队列 Kafka消息队列,负责日志数据的接收,存储和转发 日志处理应用:订阅并消费kafka队列中的日志数据

消息通讯

消息通讯是指,消息队列一般都内置了高效的通信机制,因此也可以用在纯的消息通讯。比如实现点对点消息队列,或者聊天室等 点对点通讯:

客户端A和客户端B使用同一队列,进行消息通讯。

聊天室通讯:

客户端A,客户端B,客户端N订阅同一主题,进行消息发布和接收。实现类似聊天室效果。

以上实际是消息队列的两种消息模式,点对点或发布订阅模式

消息消费

在JMS中,消息的产生和消费都是异步的。对于消费来说,JMS的消息者可以通过两种方式来消费消息。 (1)同步 订阅者或接收者通过receive方法来接收消息,receive方法在接收到消息之前(或超时之前)将一直阻塞;

(2)异步 订阅者或接收者可以注册为一个消息监听器。当消息到达之后,系统自动调用监听器的onMessage方法。

JNDI:Java命名和目录接口,是一种标准的Java命名系统接口。可以在网络上查找和访问服务。通过指定一个资源名称,该名称对应于数据库或命名服务中的一个记录,同时返回资源连接建立所必须的信息。 JNDI在JMS中起到查找和访问发送目标或消息来源的作用。

队列

Point-to-Point

基于点对点的消息模型

消息生产者生产消息发送到 queue 中,然后消息消费者从 queue 中取出并且消费消息。 消息被消费以后,queue 中不再有存储,所以消息消费者不可能消费到已经被消费的消 息。 Queue 支持存在多个消费者,但是对一个消息而言,只会有一个消费者可以消费、其它 的则不能消费此消息了。 当消费者不存在时,消息会一直保存,直到有消费消费

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pub/sub

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基于订阅/发布的消息模型

消息生产者(发布)将消息发布到 topic 中,同时有多个消息消费者(订阅)消费该消 息。 和点对点方式不同,发布到 topic 的消息会被所有订阅者消费。 当生产者发布消息,不管是否有消费者。都不会保存消息 一定要先有消息的消费者,后有消息的生产者。

Queue

队列存储,常用与点对点消息模型

默认只能由唯一的一个消费者处理。一旦处理消息删除。

Topic

主题存储,用于订阅/发布消息模型

主题中的消息,会发送给所有的消费者同时处理。只有在消息可以重复处 理的业务场景中可使用。

Queue/Topic都是 Destination 的子接口

JMS中定义了两种消息模型:点对点(point to point, queue)和发布/订阅(publish/subscribe,topic)。主要区别就是是否能重复消费。

点对点:Queue,不可重复消费

消息生产者生产消息发送到queue中,然后消息消费者从queue中取出并且消费消息。 消息被消费以后,queue中不再有存储,所以消息消费者不可能消费到已经被消费的消息。 Queue支持存在多个消费者,但是对一个消息而言,只会有一个消费者可以消费、其它的则不能消费此消息了。 当消费者不存在时,消息会一直保存,直到有消费消费

发布/订阅:Topic,可以重复消费

消息生产者(发布)将消息发布到topic中,同时有多个消息消费者(订阅)消费该消息。 和点对点方式不同,发布到topic的消息会被所有订阅者消费。 当生产者发布消息,不管是否有消费者。都不会保存消息