消息队列中间件 Message Queue 简称:MQ
一、什么是消息队列?
消息队列,一般我们会简称它为MQ(Message Queue)
队列是一种先进先出的数据结构。
现有常用的开源消息中间件有Kafka、CMQ、JBoss Messaging、JORAM、Apache ActiveMQ、Sun Open Message Queue、RabbitMQ、IBM MQ、Apache Qpid、Apache RocketMQ和HTTPSQS等,但各自有着不同的应用场景和特点。
消息队列可以简单理解为:把要传输的数据放在队列中。
科普:
- 把数据放到消息队列叫做生产者
- 从消息队列里边取数据叫做消费者
二、为什么要用消息队列?
消息队列的好处
1、更好的性能
2、可靠性更高
3、可扩展性
4、简化去耦
消息队列的类型
1、点对点
点对点意味着消息通过队列从一个应用程序(生产者/发送者)发送到另一应用程序(消费者/接收者)。队列中可以有不止一个消费者,但是只有其中一个会很乐意接收消息。因此,它是点对点或一对一。
2、发布/订阅
另一方面,发布/订阅是一种消息传递模型,其中消息通过主题发送给多个使用者(或订户)。主题是发布者和订阅者之间的链接。订户可能会也可能不会确认已发布的消息。
2.1 解耦
为什么要用消息队列,也就是在问:用了消息队列有什么好处。我们看看以下的场景
现在我有一个系统A,系统A可以产生一个userId
然后,现在有系统B和系统C都需要这个userId
去做相关的操作
作者:Java3y
链接:https://www.zhihu.com/question/54152397/answer/657234090
来源:知乎
著作权归作者所有。商业转载请联系作者获得授权,非商业转载请注明出处。
写成伪代码可能是这样的:
public class SystemA {// 系统B和系统C的依赖SystemB systemB = new SystemB();SystemC systemC = new SystemC();// 系统A独有的数据userIdprivate String userId = "Java3y";public void doSomething() {// 系统B和系统C都需要拿着系统A的userId去操作其他的事systemB.SystemBNeed2do(userId);systemC.SystemCNeed2do(userId);}
}
结构图如下:
ok,一切平安无事度过了几个天。
某一天,系统B的负责人告诉系统A的负责人,现在系统B的SystemBNeed2do(String userId)
这个接口不再使用了,让系统A别去调它了。
于是,系统A的负责人说"好的,那我就不调用你了。",于是就把调用系统B接口的代码给删掉了:
public void doSomething() {// 系统A不再调用系统B的接口了//systemB.SystemBNeed2do(userId);systemC.SystemCNeed2do(userId);}
又过了几天,系统D的负责人接了个需求,也需要用到系统A的userId,于是就跑去跟系统A的负责人说:"老哥,我要用到你的userId,你调一下我的接口吧"
于是系统A说:"没问题的,这就搞"
然后,系统A的代码如下:
public class SystemA {// 已经不再需要系统B的依赖了// SystemB systemB = new SystemB();// 系统C和系统D的依赖SystemC systemC = new SystemC();SystemD systemD = new SystemD();// 系统A独有的数据private String userId = "Java3y";public void doSomething() {// 已经不再需要系统B的依赖了//systemB.SystemBNeed2do(userId);// 系统C和系统D都需要拿着系统A的userId去操作其他的事systemC.SystemCNeed2do(userId);systemD.SystemDNeed2do(userId);}
}
时间飞逝:
- 又过了几天,系统E的负责人过来了,告诉系统A,需要userId。
- 又过了几天,系统B的负责人过来了,告诉系统A,还是重新掉那个接口吧。
- 又过了几天,系统F的负责人过来了,告诉系统A,需要userId。
- …...
于是系统A的负责人,每天都被这给骚扰着,改来改去,改来改去.......
还有另外一个问题,调用系统C的时候,如果系统C挂了,系统A还得想办法处理。如果调用系统D时,由于网络延迟,请求超时了,那系统A是反馈fail
还是重试??
最后,系统A的负责人,觉得隔一段时间就改来改去,没意思,于是就跑路了。
然后,公司招来一个大佬,大佬经过几天熟悉,上来就说:将系统A的userId写到消息队列中,这样系统A就不用经常改动了。为什么呢?下面我们来一起看看:
系统A将userId写到消息队列中,系统C和系统D从消息队列中拿数据。这样有什么好处?
- 系统A只负责把数据写到队列中,谁想要或不想要这个数据(消息),系统A一点都不关心。
- 即便现在系统D不想要userId这个数据了,系统B又突然想要userId这个数据了,都跟系统A无关,系统A一点代码都不用改。
- 系统D拿userId不再经过系统A,而是从消息队列里边拿。系统D即便挂了或者请求超时,都跟系统A无关,只跟消息队列有关。
这样一来,系统A与系统B、C、D都解耦了。
2.2 异步
作者:Java3y
链接:https://www.zhihu.com/question/54152397/answer/657234090
来源:知乎
著作权归作者所有。商业转载请联系作者获得授权,非商业转载请注明出处。
我们再来看看下面这种情况:系统A还是直接调用系统B、C、D
代码如下:
public class SystemA {SystemB systemB = new SystemB();SystemC systemC = new SystemC();SystemD systemD = new SystemD();// 系统A独有的数据private String userId ;public void doOrder() {// 下订单userId = this.order();// 如果下单成功,则安排其他系统做一些事 systemB.SystemBNeed2do(userId);systemC.SystemCNeed2do(userId);systemD.SystemDNeed2do(userId);}
}
假设系统A运算出userId具体的值需要50ms,调用系统B的接口需要300ms,调用系统C的接口需要300ms,调用系统D的接口需要300ms。那么这次请求就需要50+300+300+300=950ms
并且我们得知,系统A做的是主要的业务,而系统B、C、D是非主要的业务。比如系统A处理的是订单下单,而系统B是订单下单成功了,那发送一条短信告诉具体的用户此订单已成功,而系统C和系统D也是处理一些小事而已。
那么此时,为了提高用户体验和吞吐量,其实可以异步地调用系统B、C、D的接口。所以,我们可以弄成是这样的:
系统A执行完了以后,将userId写到消息队列中,然后就直接返回了(至于其他的操作,则异步处理)。
- 本来整个请求需要用950ms(同步)
- 现在将调用其他系统接口异步化,只需要100ms(异步)
(例子可能举得不太好,但我觉得说明到点子上就行了,见谅。)
2.3削峰/限流
我们再来一个场景,现在我们每个月要搞一次大促,大促期间的并发可能会很高的,比如每秒3000个请求。假设我们现在有两台机器处理请求,并且每台机器只能每次处理1000个请求。
那多出来的1000个请求,可能就把我们整个系统给搞崩了...所以,有一种办法,我们可以写到消息队列中:
系统B和系统C根据自己的能够处理的请求数去消息队列中拿数据,这样即便有每秒有8000个请求,那只是把请求放在消息队列中,去拿消息队列的消息由系统自己去控制,这样就不会把整个系统给搞崩。
三、使用消息队列有什么问题?
作者:Java3y
链接:https://www.zhihu.com/question/54152397/answer/657234090
来源:知乎
著作权归作者所有。商业转载请联系作者获得授权,非商业转载请注明出处。
经过我们上面的场景,我们已经可以发现,消息队列能做的事其实还是蛮多的。
说到这里,我们先回到文章的开头,"明明JDK已经有不少的队列实现了,我们还需要消息队列中间件呢?"其实很简单,JDK实现的队列种类虽然有很多种,但是都是简单的内存队列。为什么我说JDK是简单的内存队列呢?下面我们来看看要实现消息队列(中间件)可能要考虑什么问题。
3.1高可用
无论是我们使用消息队列来做解耦、异步还是削峰,消息队列肯定不能是单机的。试着想一下,如果是单机的消息队列,万一这台机器挂了,那我们整个系统几乎就是不可用了。
所以,当我们项目中使用消息队列,都是得集群/分布式
的。要做集群/分布式
就必然希望该消息队列能够提供现成的支持,而不是自己写代码手动去实现。
3.2 数据丢失问题
我们将数据写到消息队列上,系统B和C还没来得及取消息队列的数据,就挂掉了。如果没有做任何的措施,我们的数据就丢了。
学过Redis的都知道,Redis可以将数据持久化磁盘上,万一Redis挂了,还能从磁盘从将数据恢复过来。同样地,消息队列中的数据也需要存在别的地方,这样才尽可能减少数据的丢失。
那存在哪呢?
- 磁盘?
- 数据库?
- Redis?
- 分布式文件系统?
同步存储还是异步存储?
3.3消费者怎么得到消息队列的数据?
消费者怎么从消息队列里边得到数据?有两种办法:
- 生产者将数据放到消息队列中,消息队列有数据了,主动叫消费者去拿(俗称push)
- 消费者不断去轮训消息队列,看看有没有新的数据,如果有就消费(俗称pull)
3.4其他
除了这些,我们在使用的时候还得考虑各种的问题:
- 消息重复消费了怎么办啊?
- 我想保证消息是绝对有顺序的怎么做?
- ……..
虽然消息队列给我们带来了那么多的好处,但同时我们发现引入消息队列也会提高系统的复杂性。市面上现在已经有不少消息队列轮子了,每种消息队列都有自己的特点,选取哪种MQ还得好好斟酌。
最后
本文主要讲解了什么是消息队列,消息队列可以为我们带来什么好处,以及一个消息队列可能会涉及到哪些问题。希望给大家带来一定的帮助。
参考资料:
- Kafka简明教程
- https://zhuanlan.zhihu.com/p/37405836
- 消息队列使用的四种场景介绍,有图有解析,一看就懂
- https://zhuanlan.zhihu.com/p/55712984
- 消息队列设计精要
- https://zhuanlan.zhihu.com/p/21479556
- 消息队列的使用场景是怎样的
- https://www.zhihu.com/question/34243607
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