消息隊列,常見的 5 種使用場景


消息隊列中間件是分布式系統中重要的組件,主要解決應用耦合,異步消息,流量削鋒等問題

實現高性能,高可用,可伸縮和最終一致性架構。

使用較多的消息隊列有 RocketMQ,RabbitMQ,Kafka,ZeroMQ,MetaMQ

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、日志處理和消息通訊五個場景。

場景 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

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(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

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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:

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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

場景 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

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傳統模式的缺點:

  • 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
  • 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:

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  • 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

場景 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

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  • 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

場景 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

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  • 日志采集客戶端,負責日志數據采集,定時寫入 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

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(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

場景 5:消息通訊

消息通訊是指,消息隊列一般都內置了高效的通信機制,因此也可以用在純的消息通訊。比如實現點對點消息隊列,或者聊天室等

點對點通訊:

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客戶端 A 和客戶端 B 使用同一隊列,進行消息通訊。

聊天室通訊:

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客戶端 A,客戶端 B,客戶端 N 訂閱同一主題,進行消息發布和接收。實現類似聊天室效果。

以上實際是消息隊列的兩種消息模式,點對點或發布訂閱模式。模型為示意圖,供參考。

本文轉載自:https://www.cnblogs.com/ruiati/p/6649868.html


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