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高性能网站实用技巧之消息队列篇

什么是消息队列

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消息队列Message Queue)是一种进程间通信或同一进程的不同线程间的通信方式。进程或者线程之间通过 消息进行通信,消息发送后可以立即返回,由消息系统来确保信息的可靠传递,消息发布者(生产者)只管把消息发布到消息队里中而不用管谁来消费,消息使用者(消费者)只管从消息队列中获取消息以进一步处理而不用管理谁发布的消息,这样发布者和使用者都不用知道对方的存在。

消息Message)是指在应用之间传送的数据。消息可以非常简单,比如只包含文本字符串,也可以很复杂,如嵌入对象。

消息队列的特点

通过提供 消息传递消息排队模型,它可以在 分布式环境下提供 应用解耦弹性伸缩冗余存储流量削峰异步通信数据同步等等功能,其作为 分布式系统架构中的一个重要组件,有着举足轻重的地位。消息队列主要特点有:

消息队列应用场景

异步处理

同步处理是指从请求的发起一直到最终的处理完成期间,请求的调用方一直在同步阻塞等待调用的处理完成。

异步处理处理是指在请求发起的处理过程中,客户端的代码已经返回了,它可以继续进行自己的后续操作,而不需要等待调用处理完成。

对一些比较耗时且不需要即时(同步)返回操作结果的操作,可以把处理过程通过消息队列进行异步处理。这样做可以推迟耗时操作的处理,使耗时操作异步化,而不必阻塞客户端程序,客户端的程序在得到处理结果之前可以继续执行,从而提高客户端程序的处理性能。

异步处理的主要目的是 减少请求响应时间,实现非核心流程异步化,提高系统响应性能。

应用解耦

使用消息队列,可以有多个生产者发布消息,多个消费者消费消息,共同完成整个的业务处理逻辑,生产者只关心是否正确将消息写入消息队列,消费者只关心从消息队列中获取消息,然后进行处理逻辑,生产者和消费者之间不需要直接的交互调用,没有代码的依赖耦合。

耦合度越低程序代码越容易维护,也容易进行扩展。

流量削峰

一般在秒杀活动中广泛使用。

在秒杀活动中,一般由于瞬时访问量过大,服务器瞬间接收了大量的请求,流量暴增,这种情况下很有可能导致相关系统无法处理请求甚至崩溃。为了解决这个问题,一般会在应用的前端加入消息队列。

使用消息队列,即便是访问流量持续的增长,系统依然可以持续的接收请求。虽然生产者生成的消息比消费者消费的速度快,但是通过消息队列进行了缓冲,在短时间内,生产者和消费者之间处理能力不会互相影响,同样也可以保证系统的稳定性。

消息通讯

消息队列一般都内置了高效的通信机制,因此可以用于单纯的消息通讯,比如实现点对点消息队列或者聊天室。

广播

如果没有消息队列,每当一个新的业务方介入,那都需要联调一次接口。有了消息队列,只需要关系消息是否送达了队列,至于谁希望订阅,是下游的事情,无疑极大地减少了开发和联调的工作量。

日志处理

将消息队列用在日志处理中,解决了大量日志传输的问题(如Kafka)。

消息队列的传输模式

点对点模式(Point to Point)

点对点模式用于 消息生产者消息消费者之间 点到点的通信。消息生产者将消息发送到由某个名字标识的特定队列(Queue)。在消息传递给消费者之前它被 存储在这个队列中。队列消息可以放在 内存中也可以 持久化,以保证在消息服务出现故障时仍然能够传递消息。

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点对点模式特点:

发布/订阅模式(Publish/Subscribe)

发布者/订阅者模型支持向一个特定的 消息主题生产消息。 0 或多个 订阅者可能对接收来自 特定消息主题的消息感兴趣。

在这种模型下,发布者和订阅者彼此不知道对方。多个消费者可以获得消息,在 发布者订阅者之间存在 时间依赖性。发布者需要建立一个 订阅subscription),以便能够消费者订阅。订阅者必须保持 持续的活动状态接收消息

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发布/点阅模式特点:

集中消息中间件对比

目前在生产环境,使用较多的消息队列有ActiveMQRabbitMQZeroMQKafkaMetaMQRocketMQ等。

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