消息队列的五种使用场景

场景一：异步处理
场景二：应用解耦
场景三：流量削峰
场景四：日志处理
场景五：消息通讯

消息队列中间件是分布式系统中重要的组件，主要解决应用耦合，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。

使用较多的消息队列有 RocketMQ，RabbitMQ，Kafka，ZeroMQ，MetaMQ

以下介绍消息队列在实际应用中常用的使用场景。

异步处理，应用解耦，流量削锋、日志处理和消息通讯五个场景。

场景一：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

（1）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

（2）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）

小结：如以上案例描述，传统的方式系统的性能（并发量，吞吐量，响应时间）会有瓶颈。如何解决这个问题呢？

引入消息队列，将不是必须的业务逻辑，异步处理。改造后的架构如下：

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

场景二：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

如何解决以上问题呢？引入应用消息队列后的方案，如下图：

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

场景三：流量削峰

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。

可以控制活动的人数
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

场景四：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

以下是新浪 kafka 日志处理应用案例

(1)、Kafka：接收用户日志的消息队列

(2)、Logstash：做日志解析，统一成 JSON 输出给 Elasticsearch

(3)、Elasticsearch：实时日志分析服务的核心技术，一个 schemaless，实时的数据存储服务，通过 index 组织数据，兼具强大的搜索和统计功能

(4)、Kibana：基于 Elasticsearch 的数据可视化组件，超强的数据可视化能力是众多公司选择 ELK stack 的重要原因

场景五：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。