当前位置:首页>技术园地>消息队列(消息中间件)技术介绍
消息队列(消息中间件)技术介绍

一、定义

       消息队列即Message Queue,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。
       消息队列已经逐渐成为企业IT系统内部通信的核心手段。它具有低耦合、可靠投递、广播、流量控制、最终一致性等一系列功能,成为异步RPC的主要手段之一。
       当今市面上有很多主流的消息中间件,如老牌的ActiveMQ、RabbitMQ,炙手可热的Kafka,阿里巴巴自主开发的Notify、MetaQ、RocketMQ等。

二、基本概念

1.队列管理器
       队列管理器是MQ系统中最上层的一个概念,由它为千亿游戏娱乐提供基于队列的消息服务。
2.消息
       在MQ中,千亿游戏娱乐把应用程序交由MQ传输的数据定义为消息,千亿游戏娱乐可以定义消息的内容并对消息进行广义的理解,比如:用户的各种类型的数据文件,某个应用向其它应用发出的处理请求等都可以作为消息。消息有两部分组成:
       消息描述符(Message Discription或Message Header),描述消息的特征,如:消息的优先级、生命周期、消息Id等;
       消息体(Message Body),即用户数据部分。在MQ中,消息分为两种类型,非永久性(non-persistent)消息和永久性(persistent)消息,非永久性消息是存储在内存中的,它是为了提高性能而设计的,当系统掉电或MQ队列管理器重千亿游戏娱乐启动时,将不可恢复。当用户对消息的可靠性要求不高,而侧重系统的性能表现时,可以采用该种类型的消息,如:当发布股票信息时,由于股票信息是不断更千亿游戏娱乐的,千亿游戏娱乐可能每若干秒就会发布一次,千亿游戏娱乐的消息会不断覆盖旧的消息。永久性消息是存储在硬盘上,并且纪录数据日志的,它具有高可靠性,在网络和系统发生故障等情况下都能确保消息不丢、不重。
       此外,在MQ中,还有逻辑消息和物理消息的概念。利用逻辑消息和物理消息,千亿游戏娱乐可以将大消息进行分段处理,也可以将若干个本身完整的消息在应用逻辑上归为一组进行处理。
3.队列
       队列是消息的安全存放地,队列存储消息直到它被应用程序处理。
       消息队列以下述方式工作:
       1)程序A形成对消息队列系统的调用,此调用告知消息队列系统,消息准备好了投向程序B;
       2)消息队列系统发送此消息到程序B驻留处的系统,并将它放到程序B的队列中;
       3)适当时间后,程序B从它的队列中读此消息,并处理此信息。
       由于采用了先进的程序设计思想以及内部工作机制,MQ能够在各种网络条件下保证消息的可靠传递,可以克服网络线路质量差或不稳定的现状,在传输过程中,如果通信线路出现故障或远端的主机发生故障,本地的应用程序都不会受到影响,可以继续发送数据,而无需等待网络故障恢复或远端主机正常后再重千亿游戏娱乐运行。
       在MQ中,队列分为很多种类型,其中包括:本地队列、远程队列、模板队列、动态队列、别名队列等。
       本地队列又分为普通本地队列和传输队列,普通本地队列是应用程序通过API对其进行读写操作的队列;传输队列可以理解为存储-转发队列,比如:千亿游戏娱乐将某个消息交给MQ系统发送到远程主机,而此时网络发生故障,MQ将把消息放在传输队列中暂存,当网络恢复时,再发往远端目的地。
       远程队列是目的队列在本地的定义,它类似一个地址指针,指向远程主机上的某个目的队列,它仅仅是个定义,不真正占用磁盘存储空间。
       模板队列和动态队列是MQ的一个特色,它的一个典型用途是用作系统的可扩展性考虑。千亿游戏娱乐可以创建一个模板队列,当今后需要千亿游戏娱乐增队列时,每打开一个模板队列,MQ便会自动生成一个动态队列,千亿游戏娱乐还可以指定该动态队列为临时队列或者是永久队列,若为临时队列千亿游戏娱乐可以在关闭它的同时将它删除,相反,若为永久队列,千亿游戏娱乐可以将它永久保留,为千亿游戏娱乐所用。
4.通道
       通道是MQ系统中队列管理器之间传递消息的管道,它是建立在物理的网络连接之上的一个逻辑概念,也是MQ产品的精华。
       在MQ中,主要有三大类通道类型,即消息通道,MQI通道和Cluster通道。消息通道是用于在MQ的服务器和服务器之间传输消息的,需要强调指出的是,该通道是单向的,它又有发送(sender), 接收(receive), 请求者(requestor), 服务者(server)等不同类型,供用户在不同情况下使用。MQI通道是MQ Client和MQ Server之间通讯和传输消息用的,与消息通道不同,它的传输是双向的。群集(Cluster)通道是位于同一个MQ 群集内部的队列管理器之间通讯使用的。

三、应用场景

       当你需要使用消息队列时,首先需要考虑它的必要性。可以使用mq的场景有很多,最常用的几种,是做业务解耦/最终一致性/广播/错峰流控等。反之,如果需要强一致性,关注业务逻辑的处理结果,则RPC远程过程调用显得更为合适。
1.解耦
       解耦是消息队列要解决的最本质问题。所谓解耦,简单点讲就是一个事务,只关心核心的流程。而需要依赖其他系统但不那么重要的事情,有通知即可,无需等待结果。换句话说,基于消息的模型,关心的是“通知”,而非“处理”。
2.最终一致性
       最终一致性指的是两个系统的状态保持一致,要么都成功,要么都失败。当然有个时间限制,理论上越快越好,但实际上在各种异常的情况下,可能会有一定延迟达到最终一致状态,但最后两个系统的状态是一样的。
3.错峰与流控
       试想上下游对于事情的处理能力是不同的。比如,Web前端每秒承受上千万的请求,并不是什么神奇的事情,只需要加多一点机器,再搭建一些LVS负载均衡设备和Nginx等即可。但数据库的处理能力却十分有限,即使使用SSD加分库分表,单机的处理能力仍然在万级。由于成本的考虑,千亿游戏娱乐不能奢求数据库的机器数量追上前端。
       这种问题同样存在于系统和系统之间,如短信系统可能由于短板效应,速度卡在网关上(每秒几百次请求),跟前端的并发量不是一个数量级。但用户晚上个半分钟左右收到短信,一般是不会有太大问题的。如果没有消息队列,两个系统之间通过协商、滑动窗口等复杂的方案也不是说不能实现。但系统复杂性指数级增长,势必在上游或者下游做存储,并且要处理定时、拥塞等一系列问题。而且每当有处理能力有差距的时候,都需要单独开发一套逻辑来维护这套逻辑。所以,利用中间系统转储两个系统的通信内容,并在下游系统有能力处理这些消息的时候,再处理这些消息,是一套相对较通用的方式。
       此外,消息队列不是万能的。对于需要强事务保证而且延迟敏感的,RPC是优于消息队列的。

四、通讯模式

       1. 点对点通讯:点对点方式是最为传统和常见的通讯方式,它支持一对一、一对多、多对多、多对一等多种配置方式,支持树状、网状等多种拓扑结构。
       2. 多点广播:MQ适用于不同类型的应用。其中重要的,也是正在发展中的是"多点广播"应用,即能够将消息发送到多个目标站点(Destination List)。可以使用一条MQ指令将单一消息发送到多个目标站点,并确保为每一站点可靠地提供信息。MQ不仅提供了多点广播的功能,而且还拥有智能消息分发功能,在将一条消息发送到同一系统上的多个用户时,MQ将消息的一个复制版本和该系统上接收者的名单发送到目标MQ系统。目标MQ系统在本地复制这些消息,并将它们发送到名单上的队列,从而尽可能减少网络的传输量。
       3. 发布/订阅(Publish/Subscribe)模式:发布/订阅功能使消息的分发可以突破目的队列地理指向的限制,使消息按照特定的主题甚至内容进行分发,用户或应用程序可以根据主题或内容接收到所需要的消息。发布/订阅功能使得发送者和接收者之间的耦合关系变得更为松散,发送者不必关心接收者的目的地址,而接收者也不必关心消息的发送地址,而只是根据消息的主题进行消息的收发。在MQ家族产品中,MQ Event Broker是专门用于使用发布/订阅技术进行数据通讯的产品,它支持基于队列和直接基于TCP/IP两种方式的发布和订阅。
       4. 群集(Cluster):为了简化点对点通讯模式中的系统配置,MQ提供Cluster(群集)的解决方案。群集类似于一个域(Domain),群集内部的队列管理器之间通讯时,不需要两两之间建立消息通道,而是采用群集(Cluster)通道与其它成员通讯,从而大大简化了系统配置。此外,群集中的队列管理器之间能够自动进行负载均衡,当某一队列管理器出现故障时,其它队列管理器可以接管它的工作,从而大大提高系统的高可靠性。

版权所有:千亿游戏娱乐 冀ICP备14019022号
地址:石家庄市长安区建华北大街28号中恒大厦南楼26层
电话:0311-85265566 传真:0311-85265688 Email:service@newhero.com.cn