消息队列——分布式系统中重要的技术

一、消息队列介绍

消息队列中间件是分布式系统中重要的组件，主要解决应用耦合，异步消息，流量削锋等问题，可实现高性能，高可用，可伸缩和最终一致性架构
使用较多的消息队列有ActiveMQ，RabbitMQ，ZeroMQ，Kafka，MetaMQ，RocketMQ

二、消息队列应用场景

主要作用:
实际应用场景为应用解耦，异步调用，流量削峰，日志系统(kafka)，网络通信

1、异步处理
场景说明：用户注册后，需要发注册邮件和注册短信。传统的做法有两种 1.串行的方式；2.并行方式
（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

（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

假设三个业务节点每个使用50毫秒钟，不考虑网络等其他开销，则串行方式的时间是150毫秒，并行的
时间可能是100毫秒。
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）

引入消息队列，将不是必须的业务逻辑，异步处理。改造后的架构如下：

如上图所示：用户的响应时间相当于是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2倍

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

引入应用消息队列后的方案，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

3、流量削锋
流量削锋也是消息队列中的常用场景，一般在秒杀或团抢活动中使用广泛
应用场景：秒杀活动，一般会因为流量过大，导致流量暴增，应用挂掉。为解决这个问题，一般需要在应用前端加入消息队列。

• 可以控制活动的人数
• 可以缓解短时间内高流量压垮应用

4、日志处理
日志处理是指将消息队列用在日志处理中，比如Kafka的应用，解决大量日志传输的问题。架构简化如下：

• 日志采集客户端，负责日志数据采集，定时写受写Kafka队列
• Kafka消息队列，负责日志数据的接收，存储和转发
• 日志处理应用：订阅并消费kafka队列中的日志数据

5、消息通讯
消息通讯是指，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
点对点通讯：

客户端A和客户端B使用同一队列，进行消息通讯。
聊天室通讯：

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。
以上实际是消息队列的两种消息模式，点对点或发布订阅模式。

消息服务中两个重要概念：

消息代理（message broker）和目的地（destination）

当消息发送者发送消息以后，将由消息代理接管，消息代理保证消息传递到指定目的地。

消息队列主要有两种形式的目的地

1.队列（queue）：点对点消息通信（point-to-point）

消息发送者发送消息，消息代理将其放入一个队列中，消息接收者从队列中获取消息内容，消息读取后被移出队列

2.主题（topic）：发布（publish）/订阅（subscribe）消息通信

发送者（发布者）发送消息到主题，多个接收者（订阅者）监听（订阅）这个主题，那么就会在消息到达时同时收到消息

消息队列的实现

JMS（Java Message Service）JAVA消息服务：
基于JVM消息代理的规范。ActiveMQ、HornetMQ是JMS实现

AMQP（Advanced Message Queuing Protocol）
高级消息队列协议，也是一个消息代理的规范，兼容JMS。RabbitMQ是AMQP的实现

消息对列实现者的对比

~不太会用CSDN的表格插入，所以直接截图了，如看不清我后期再改进

Spring的支持

spring-jms提供了对JMS的支持
spring-rabbit提供了对AMQP的支持
需要ConnectionFactory的实现来连接消息代理
提供JmsTemplate、RabbitTemplate来发送消息
@JmsListener（JMS）、
@RabbitListener（AMQP）注解在方法上监听消息代理发布的消息
@EnableJms、@EnableRabbit开启支持
Spring Boot自动配置
JmsAutoConfiguration
RabbitAutoConfiguration