消息隊列概念和使用場景
聲明:本文轉自:MQ入門總結(一)消息隊列概念和使用場景
寫的很好,都不用自己在整理了,非常感謝該作者的用心。
一、什么是消息隊列
消息即是信息的載體。為了讓消息發送者和消息接收者都能夠明白消息所承載的信息(消息發送者需要知道如何構造消息;消息接收者需要知道如何解析消息),它們就需要按照一種統一的格式描述消息,這種統一的格式稱之為消息協議(JMS)。所以,有效的消息一定具有某一種格式;而沒有格式的消息是沒有意義的。
而消息從發送者到接收者的方式也有兩種。一種我們可以稱為即時消息通訊,也就是說消息從一端發出后(消息發送者)立即就可以達到另一端(消息接收者),這種方式的具體實現就是RPC(當然單純的http通訊也滿足這個定義);另一種方式稱為延遲消息通訊,即消息從某一端發出后,首先進入一個容器進行臨時存儲,當達到某種條件后,再由這個容器發送給另一端。 這個容器的一種具體實現就是消息隊列。
二、消息隊列的應用場景
以下介紹消息隊列在實際應用中常用的使用場景。異步處理,應用解耦,流量削鋒和消息通訊四個場景。
2.1、異步處理
場景說明:用戶注冊后,需要發注冊郵件和注冊短信。傳統的做法有兩種1.串行的方式;2.並行方式。
(1)串行方式:將注冊信息寫入數據庫成功后,發送注冊郵件,再發送注冊短信。以上三個任務全部完成后,返回給客戶端。
(2)並行方式:將注冊信息寫入數據庫成功后,發送注冊郵件的同時,發送注冊短信。以上三個任務完成后,返回給客戶端。與串行的差別是,並行的方式可以提高處理的時間。
假設三個業務節點每個使用50毫秒鍾,不考慮網絡等其他開銷,則串行方式的時間是150毫秒,並行的時間可能是100毫秒。
因為CPU在單位時間內處理的請求數是一定的,假設CPU1秒內吞吐量是100次。則串行方式1秒內CPU可處理的請求量是7次(1000/150)。並行方式處理的請求量是10次(1000/100)。
小結:如以上案例描述,傳統的方式系統的性能(並發量,吞吐量,響應時間)會有瓶頸。如何解決這個問題呢?
引入消息隊列,將不是必須的業務邏輯,異步處理。改造后的架構如下:
按照以上約定,用戶的響應時間相當於是注冊信息寫入數據庫的時間,也就是50毫秒。注冊郵件,發送短信寫入消息隊列后,直接返回,因此寫入消息隊列的速度很快,基本可以忽略,因此用戶的響應時間可能是50毫秒。因此架構改變后,系統的吞吐量提高到每秒20 QPS。比串行提高了3倍,比並行提高了兩倍。
2.2、應用解耦
場景說明:用戶下單后,訂單系統需要通知庫存系統。傳統的做法是,訂單系統調用庫存系統的接口。如下圖:
傳統模式的缺點:
1) 假如庫存系統無法訪問,則訂單減庫存將失敗,從而導致訂單失敗;
2) 訂單系統與庫存系統耦合;
如何解決以上問題呢?引入應用消息隊列后的方案,如下圖:
- 訂單系統:用戶下單后,訂單系統完成持久化處理,將消息寫入消息隊列,返回用戶訂單下單成功。
- 庫存系統:訂閱下單的消息,采用拉/推的方式,獲取下單信息,庫存系統根據下單信息,進行庫存操作。
- 假如:在下單時庫存系統不能正常使用。也不影響正常下單,因為下單后,訂單系統寫入消息隊列就不再關心其他的后續操作了。實現訂單系統與庫存系統的應用解耦。
2.3、流量削鋒
流量削鋒也是消息隊列中的常用場景,一般在秒殺或團搶活動中使用廣泛。
應用場景:秒殺活動,一般會因為流量過大,導致流量暴增,應用掛掉。為解決這個問題,一般需要在應用前端加入消息隊列。
- 可以控制活動的人數;
- 可以緩解短時間內高流量壓垮應用;
- 用戶的請求,服務器接收后,首先寫入消息隊列。假如消息隊列長度超過最大數量,則直接拋棄用戶請求或跳轉到錯誤頁面;
- 秒殺業務根據消息隊列中的請求信息,再做后續處理。
2.4、日志處理
日志處理是指將消息隊列用在日志處理中,比如Kafka的應用,解決大量日志傳輸的問題。架構簡化如下:
- 日志采集客戶端,負責日志數據采集,定時寫受寫入Kafka隊列;
- Kafka消息隊列,負責日志數據的接收,存儲和轉發;
- 日志處理應用:訂閱並消費kafka隊列中的日志數據;
以下是新浪kafka日志處理應用案例:
(1)Kafka:接收用戶日志的消息隊列。
(2)Logstash:做日志解析,統一成JSON輸出給Elasticsearch。
(3)Elasticsearch:實時日志分析服務的核心技術,一個schemaless,實時的數據存儲服務,通過index組織數據,兼具強大的搜索和統計功能。
(4)Kibana:基於Elasticsearch的數據可視化組件,超強的數據可視化能力是眾多公司選擇ELK stack的重要原因。
三、消息模式
它有兩種消息模式:點對點模式和發布訂閱模式
3.1、點對點模式
點對點模式包含三個角色:消息隊列(Queue),發送者(Sender),接收者(Receiver)。每個消息都被發送到一個特定的隊列,接收者從隊列中獲取消息。隊列保留着消息,直到他們被消費或超時。
點對點的特點
- 每個消息只有一個消費者(Consumer)(即一旦被消費,消息就不再在消息隊列中)
- 發送者和接收者之間在時間上沒有依賴性,也就是說當發送者發送了消息之后,不管接收者有沒有正在運行,它不會影響到消息被發送到隊列
- 接收者在成功接收消息之后需向隊列應答成功
如果希望發送的每個消息都會被成功處理的話,那么需要P2P模式。
3.2、發布訂閱模式
包含三個角色:主題(Topic),發布者(Publisher),訂閱者(Subscriber) 。多個發布者將消息發送到Topic,系統將這些消息傳遞給多個訂閱者。
Pub/Sub的特點
- 每個消息可以有多個消費者
- 發布者和訂閱者之間有時間上的依賴性。針對某個主題(Topic)的訂閱者,它必須創建一個訂閱者之后,才能消費發布者的消息。
- 為了消費消息,訂閱者必須保持運行的狀態。
為了緩和這樣嚴格的時間相關性,JMS允許訂閱者創建一個可持久化的訂閱。這樣,即使訂閱者沒有被激活(運行),它也能接收到發布者的消息。
如果希望發送的消息可以不被做任何處理、或者只被一個消息者處理、或者可以被多個消費者處理的話,那么可以采用Pub/Sub模型。
想太多,做太少,中間的落差就是煩惱。想沒有煩惱,要么別想,要么多做。上尉【12】