2.6.1 消息队列介绍

1、消息队列概述

 消息队列是分布式系统中重要的组件,主要解决应用解耦,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。目前使用较多的消息队列有ActiveMQ,RabbitMQ,ZeroMQ,Kafka,MetaMQ,RocketMQ

2、消息队列主要应用场景

异步处理,应用解耦,流量削锋和消息通讯四个场景

2.1 异步处理

场景说明:用户注册后,需要发注册邮件/注册短信,有以下三种做法:

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。

问题点:处理时间慢,要等待上个步骤执行完,下个步骤才能继续执行。

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。

问题点:时间是减少了。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)。无论是串行,并行这两种方式,在系统的性能(并发量,吞吐量,响应时间)会有瓶颈。

3.引入消息队列:把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。

2.2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。

2.3流量削锋(一般广泛用于秒杀、团购活动)

场景说明:秒杀活动,因为流量过大,导致流程暴增,应用挂掉。为了解决这个问题,一般在应用前端增加消息队列。

a.可以控制活动的人数

b.可以环节短时间内高流量压垮应用

 2.4消息通讯

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

1.点对点:客户端A和客户端B使用同一队列,进行消息通讯。

 2.聊天室: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。

3、队列的三种形式

  • 点对点
  • 工作队列
  • 发布与订阅

4、消息队列的优点

1、屏蔽异构平台的细节:发送方、接收方系统之间不需要了解双方,只需认识消息。

2、异步:消息堆积能力;发送方接收方不需同时在线,发送方接收方不需同时扩容(削峰)。

3、解耦:防止引入过多的API给系统的稳定性带来风险;调用方使用不当会给被调用方系统造成压力,被调用方处理不当会降低调用方系统的响应能力。

4、复用:一次发送多次消费。

5、可靠:一次保证消息的传递。如果发送消息时接收者不可用,消息队列会保留消息,直到成功地传递它。

6、提供路由:发送者无需与接收者建立连接,双方通过消息队列保证消息能够从发送者路由到接收者,甚至对于本来网络不易互通的两个服务,也可以提供消息路由

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