原创声明
本文作者:黄小斜
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什么是消息队列
“RabbitMQ?”“Kafka?”“RocketMQ?”...在日常学习与开发过程中,我们常常听到消息队列这个关键词,可能你是熟练使用消息队列的老手,又或者你是不懂消息队列的新手,不论你了不了解消息队列,本文都将带你搞懂消息队列的一些基本理论。如果你是老手,你可能从本文学到你之前不曾注意的一些关于消息队列的重要概念,如果你是新手,相信本文将是你打开消息队列大门的一板砖。
根据百度百科的说法,“消息队列”是在消息的传输过程中保存消息的容器。消息队列管理器在将消息从它的源中继到它的目标时充当中间人。队列的主要目的是提供路由并保证消息的传递;如果发送消息时接收者不可用,消息队列会保留消息,直到可以成功地传递它。
为什么要使用消息队列
我觉得使用消息队列主要有两点好处:
1.通过异步处理提高系统性能(削峰、减少响应所需时间);
2.降低系统耦合性。如果在面试的时候你被面试官问到这个问题的话,一般情况是你在你的简历上涉及到消息队列这方面的内容,这个时候推荐你结合你自己的项目来回答。
《大型网站技术架构》第四章和第七章均有提到消息队列对应用性能及扩展性的提升。
在我平时的日常工作中,用到消息队列的场景可不少,比如,我有一个定时任务需要在A应用每天7点开始调度,那么定时任务系统如何告诉这个A应用呢,一种办法是直接调用A应用的RPC服务,但是,定时任务系统不可能去记录那么多应用的RPC服务,所以如果换成消息,就大大降低了复杂度。
还有一种常见使用消息队列的场景,那就是把一些不需要及时处理的RPC调用改成消息,比如最典型的电商下单,一定是实时性要求很高的,但是,有一些消息会在用户下单后进行异步的发送,比如用户对商品的评价,用户的退款请求,这些请求不需要被实时地进行处理,完全可以异步化处理,这个时候使用消息队列就是再好不过的选择了,消息队列会帮你存储这些待处理的消息,并且等应用负载较低的时候再分发给应用处理,或者是等待应用主动向消息队列获取消息。
常用的消息队列
我们可以把消息队列比作是一个存放消息的容器,当我们需要使用消息的时候可以取出消息供自己使用。消息队列是分布式系统中重要的组件,使用消息队列主要是为了通过异步处理提高系统性能和削峰、降低系统耦合性。目前使用较多的消息队列有ActiveMQ,RabbitMQ,Kafka,RocketMQ。
当然,在我们公司内部用的大多都是自研的消息队列产品,一方面是因为需要适配金融级分布式场景,另一方面自研的中间件有专门的的团队维护,出了什么问题才能及时处理和修复。
下面我们就一起来看看这些开源的消息队列是怎么设计的,各有什么优缺点呢。
RabbitMQ
RabbitMQ年发布,是一个在AMQP(高级消息队列协议)基础上完成的,可复用的企业消息系统,是当前最主流的消息中间件之一。
主要特性:
可靠性:提供了多种技术可以让你在性能和可靠性之间进行权衡。这些技术包括持久性机制、投递确认、发布者证实和高可用性机制;灵活的路由:消息在到达队列前是通过交换机进行路由的。RabbitMQ为典型的路由逻辑提供了多种内置交换机类型。如果你有更复杂的路由需求,可以将这些交换机组合起来使用,你甚至可以实现自己的交换机类型,并且当做RabbitMQ的插件来使用;消息集群:在相同局域网中的多个RabbitMQ服务器可以聚合在一起,作为一个独立的逻辑代理来使用;队列高可用:队列可以在集群中的机器上进行镜像,以确保在硬件问题下还保证消息安全;多种协议的支持:支持多种消息队列协议;服务器端用Erlang语言编写,支持只要是你能想到的所有编程语言;管理界面:RabbitMQ有一个易用的用户界面,使得用户可以监控和管理消息Broker的许多方面;跟踪机制:如果消息异常,RabbitMQ提供消息跟踪机制,使用者可以找出发生了什么;插件机制:提供了许多插件,来从多方面进行扩展,也可以编写自己的插件;
优点:
由于erlang语言的特性,mq性能较好,高并发;健壮、稳定、易用、跨平台、支持多种语言、文档齐全;有消息确认机制和持久化机制,可靠性高;高度可定制的路由;管理界面较丰富,在互联网公司也有较大规模的应用;社区活跃度高;
缺点:
尽管结合erlang语言本身的并发优势,性能较好,但是不利于做二次开发和维护;实现了代理架构,意味着消息在发送到客户端之前可以在中央节点上排队。此特性使得RabbitMQ易于使用和部署,但是使得其运行速度较慢,因为中央节点增加了延迟,消息封装后也比较大;需要学习比较复杂的接口和协议,学习和维护成本较高;
ActiveMQ
ActiveMQ是由Apache出品,ActiveMQ是一个完全支持JMS1.1和J2EE1.4规范的JMSProvider实现。它非常快速,支持多种语言的客户端和协议,而且可以非常容易的嵌入到企业的应用环境中,并有许多高级功能。
主要特性:
服从JMS规范:JMS规范提供了良好的标准和保证,包括:同步或异步的消息分发,一次和仅一次的消息分发,消息接收和订阅等等。遵从JMS规范的好处在于,不论使用什么JMS实现提供者,这些基础特性都是可用的;连接性:ActiveMQ提供了广泛的连接选项,支持的协议有:HTTP/S,IP多播,SSL,STOMP,TCP,UDP,XMPP等等。对众多协议的支持让ActiveMQ拥有了很好的灵活性。支持的协议种类多:OpenWire、STOMP、REST、XMPP、AMQP;持久化插件和安全插件:ActiveMQ提供了多种持久化选择。而且,ActiveMQ的安全性也可以完全依据用户需求进行自定义鉴权和授权;支持的客户端语言种类多:除了Java之外,还有:C/C++,.NET,Perl,PHP,Python,Ruby;代理集群:多个ActiveMQ代理可以组成一个集群来提供服务;异常简单的管理:ActiveMQ是以开发者思维被设计的。所以,它并不需要专门的管理员,因为它提供了简单又使用的管理特性。有很多中方法可以监控ActiveMQ不同层面的数据,包括使用在JConsole或者ActiveMQ的WebConsole中使用JMX,通过处理JMX的告警消息,通过使用命令行脚本,甚至可以通过监控各种类型的日志。
优点:
跨平台(JAVA编写与平台无关有,ActiveMQ几乎可以运行在任何的JVM上)可以用JDBC:可以将数据持久化到数据库。虽然使用JDBC会降低ActiveMQ的性能,但是数据库一直都是开发人员最熟悉的存储介质。将消息存到数据库,看得见摸得着。而且公司有专门的DBA去对数据库进行调优,主从分离;支持JMS:支持JMS的统一接口;支持自动重连;有安全机制:支持基于shiro,jaas等多种安全配置机制,可以对Queue/Topic进行认证和授权。监控完善:拥有完善的监控,包括WebConsole,JMX,Shell命令行,Jolokia的RESTAPI;界面友善:提供的WebConsole可以满足大部分情况,还有很多第三方的组件可以使用,如hawtio;
缺点:
区活跃度不及RabbitMQ高;根据其他用户反馈,会出莫名其妙的问题,会丢失消息;目前重心放到activemq6.0产品-apollo,对5.x的维护较少;不适合用于上千个队列的应用场景;
RocketMQ
RocketMQ出自阿里公司的开源产品,用Java语言实现,在设计时参考了Kafka,并做出了自己的一些改进,消息可靠性上比Kafka更好。RocketMQ在阿里集团被广泛应用在订单,交易,充值,流计算,消息推送,日志流式处理,binglog分发等场景。
主要特性:
是一个队列模型的消息中间件,具有高性能、高可靠、高实时、分布式特点;Producer、Consumer、队列都可以分布式;Producer向一些队列轮流发送消息,队列集合称为Topic,Consumer如果做广播消费,则一个consumer实例消费这个Topic对应的所有队列,如果做集群消费,则多个Consumer实例平均消费这个topic对应的队列集合;能够保证严格的消息顺序;提供丰富的消息拉取模式;高效的订阅者水平扩展能力;实时的消息订阅机制;亿级消息堆积能力;较少的依赖;
优点:
单机支持1万以上持久化队列RocketMQ的所有消息都是持久化的,先写入系统PAGECACHE,然后刷盘,可以保证内存与磁盘都有一份数据,
访问时,直接从内存读取。
模型简单,接口易用(JMS的接口很多场合并不太实用);性能非常好,可以大量堆积消息在broker中;支持多种消费,包括集群消费、广播消费等。各个环节分布式扩展设计,主从HA;开发度较活跃,版本更新很快。
缺点:
支持的客户端语言不多,目前是java及c++,其中c++不成熟;
RocketMQ社区