消息队列(0)——基本概念及应用场景

时间:2021-08-06 08:19:09

一.消息队列概述

       “消息”是在两台计算机间传送的数据单位,消息可以非常简单,例如只包含文本字符串;也可以更复杂,可能包含嵌入对象。                 消息被发送到队列中。“消息队列”是在消息的传输过程中保存消息的容器。消息队列管理器在将消息从它的源中继到它的目标时充当中间人。队列的主要目的是提供路由并保证消息的传递;如果发送消息时接收者不可用,消息队列会保留消息,直到可以成功地传递它。

     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、流量晓峰等问题,实现高性能,高可用,可伸缩和最终一致性架构,是大型系统中不可缺少的中间件。

二.消息队列应用场景

    以下介绍消息队列在实际生活中的应用场景。异步处理,应用解耦、流量削峰和消息通讯4个场景。

2.1 异步处理

     场景说明:用户注册后,系统要发送注册邮件和注册短信。传统的方式有两种,串行模式和并行方式

(1)串行模式:将注册信息存入数据库成功后,发送注册短信和注册邮件,以上三个步骤都完成后,将成功的信息返回给客户端。

      消息队列(0)——基本概念及应用场景

(2)并行模式:将注册信息存入数据库成功后,同时发送注册短信和注册邮件,以上三个任务都完成后返回给客户端,与串行模式的差别是并行模式可以提高处理的时间。

      消息队列(0)——基本概念及应用场景

       假设每个业务结点的处理时间为50ms,不考虑网络开销,则串行模式的时间为150ms,并行模式的时间为100ms.

       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)。
:如以上案例描述,传统的方式系统的性能(并发量,吞吐量,响应时间)会有瓶颈。如何解决这个问题呢?
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:

       消息队列(0)——基本概念及应用场景

        按照以上约定,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:
   消息队列(0)——基本概念及应用场景
传统模式的缺点:    1)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。    2)订单系统与库存系统耦合

为了解决上面的问题,我们引用消息队列后的方案为:

   消息队列(0)——基本概念及应用场景

· 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 流量削峰

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。

1)可以控制活动的人数;
2)可以缓解短时间内高流量压垮应用;

    消息队列(0)——基本概念及应用场景

1.用户的请求,服务器接收后,首先写入消息队列。假如消息队列长度超过最大数量,则直接抛弃用户请求或跳转到错误页面;
2.秒杀业务根据消息队列中的请求信息,再做后续处理。

2.4 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:
消息队列(0)——基本概念及应用场景
· 日志采集客户端,负责日志数据采集,定时写受写入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;

2.5 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:     消息队列(0)——基本概念及应用场景 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:    消息队列(0)——基本概念及应用场景
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。模型为示意图,供参考。

参考:http://blog.csdn.net/shaobingj126/article/details/50585035

总结:消息队列作为分布式网站的重要中间件起着至关重要的作用,目前我仅仅在.NET平台进行消息队列的学习,以后学习JAVA时再详细总结JAVA中的消息队列的使用。