消息隊(duì)列的4個常見應(yīng)用場景

幾十年前，消息隊(duì)列開始興起，它用于連接大型機(jī)和服務(wù)器應(yīng)用程序，并逐漸在企業(yè)的服務(wù)總線與事件總線設(shè)計(jì)模式、應(yīng)用間的路由和數(shù)據(jù)遷移中發(fā)揮至關(guān)重要的作用。
2020年處于移動互聯(lián)網(wǎng)的下半場，各種技術(shù)層出不窮，雖然數(shù)據(jù)也在爆發(fā)式增長，但是高并發(fā)、高吞吐已經(jīng)不再是首要的痛點(diǎn)，穩(wěn)定、可靠才是王道。
本文作為一篇消息隊(duì)列入門級介紹，幫助大家對消息隊(duì)列有一個大致的了解，并對對時下流行的消息隊(duì)列組件進(jìn)行了簡單的比較。
一、為什么需要消息隊(duì)列？
消息隊(duì)列中間件是分布式系統(tǒng)中重要的組件，主要解決應(yīng)用耦合，異步消息，流量削鋒等問題。實(shí)現(xiàn)高性能、高可用、可伸縮和最終一致性架構(gòu)。使用較多的消息隊(duì)列有ActiveMQ、RabbitMQ、ZeroMQ、Kafka、MetaMQ、RocketMQ。
由于在高并發(fā)環(huán)境下，同步請求來不及處理，請求往往會發(fā)生阻塞。大量的請求到達(dá)訪問數(shù)據(jù)庫，導(dǎo)致行鎖表鎖，最后請求線程會堆積過多，從而觸發(fā) too many connection錯誤，引發(fā)雪崩效應(yīng)。我們使用消息隊(duì)列，通過異步處理請求，從而緩解系統(tǒng)的壓力。
二、消息隊(duì)列應(yīng)用場景
以下介紹消息隊(duì)列在實(shí)際應(yīng)用中常用的使用場景：異步處理，應(yīng)用解耦，流量削鋒和消息通訊四個場景。
1、異步處理
場景說明：用戶注冊后，需要發(fā)注冊郵件和注冊短信。傳統(tǒng)的做法有兩種：串行的方式和并行方式。
串行方式：將注冊信息寫入數(shù)據(jù)庫成功后，發(fā)送注冊郵件，再發(fā)送注冊短信。以上三個任務(wù)全部完成后，返回給客戶。
并行方式：將注冊信息寫入數(shù)據(jù)庫成功后，發(fā)送注冊郵件的同時，發(fā)送注冊短信。以上三個任務(wù)完成后，返回給客戶端。與串行的差別是，并行的方式可以提高處理的時間。
假設(shè)三個業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)每個使用50毫秒鐘，不考慮網(wǎng)絡(luò)等其他開銷，則串行方式的時間是150毫秒，并行的時間可能是100毫秒。
因?yàn)镃PU在單位時間內(nèi)處理的請求數(shù)是一定的，假設(shè)CPU1秒內(nèi)吞吐量是100次。則串行方式1秒內(nèi)CPU可處理的請求量是7次（1000/150）。并行方式處理的請求量是10次（1000/100）。
小結(jié)：如以上案例描述，傳統(tǒng)的方式系統(tǒng)的性能（并發(fā)量，吞吐量，響應(yīng)時間）會有瓶頸。如何解決這個問題呢？
引入消息隊(duì)列，將不是必須的業(yè)務(wù)邏輯，異步處理。
按照以上約定，用戶的響應(yīng)時間相當(dāng)于是注冊信息寫入數(shù)據(jù)庫的時間，也就是50毫秒。注冊郵件，發(fā)送短信寫入消息隊(duì)列后，直接返回，因此寫入消息隊(duì)列的速度很快，基本可以忽略，因此用戶的響應(yīng)時間可能是50毫秒。因此架構(gòu)改變后，系統(tǒng)的吞吐量提高到每秒20QPS。比串行提高了3倍，比并行提高了兩倍！
2、應(yīng)用解耦
場景說明：用戶下單后，訂單系統(tǒng)需要通知庫存系統(tǒng)。傳統(tǒng)的做法是，訂單系統(tǒng)調(diào)用庫存系統(tǒng)的接口。
傳統(tǒng)模式的缺點(diǎn)：假如庫存系統(tǒng)無法訪問，則訂單減庫存將失敗，從而導(dǎo)致訂單失敗，訂單系統(tǒng)與庫存系統(tǒng)耦合。
如何解決以上問題呢？引入應(yīng)用消息隊(duì)列后的方案：
訂單系統(tǒng)：用戶下單后，訂單系統(tǒng)完成持久化處理，將消息寫入消息隊(duì)列，返回用戶訂單下單成功
庫存系統(tǒng)：訂閱下單的消息，采用拉/推的方式，獲取下單信息，庫存系統(tǒng)根據(jù)下單信息，進(jìn)行庫存操作
假如：在下單時庫存系統(tǒng)不能正常使用。也不影響正常下單，因?yàn)橄聠魏?，訂單系統(tǒng)寫入消息隊(duì)列就不再關(guān)心其他的后續(xù)操作了。實(shí)現(xiàn)訂單系統(tǒng)與庫存系統(tǒng)的應(yīng)用解耦。
3、流量削鋒
流量削鋒也是消息隊(duì)列中的常用場景，一般在秒殺或團(tuán)搶活動中使用廣泛！
應(yīng)用場景：秒殺活動，一般會因?yàn)榱髁窟^大，導(dǎo)致流量暴增，應(yīng)用掛掉。為解決這個問題，一般需要在應(yīng)用前端加入消息隊(duì)列。
可以控制活動的人數(shù)，可以緩解短時間內(nèi)高流量壓垮應(yīng)用。
用戶的請求，服務(wù)器接收后，首先寫入消息隊(duì)列。假如消息隊(duì)列長度超過最大數(shù)量，則直接拋棄用戶請求或跳轉(zhuǎn)到錯誤頁面。
秒殺業(yè)務(wù)根據(jù)消息隊(duì)列中的請求信息，再做后續(xù)處理。
4、消息通訊
消息通訊是指，消息隊(duì)列一般都內(nèi)置了高效的通信機(jī)制，因此也可以用在純的消息通訊。比如實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對點(diǎn)消息隊(duì)列，或者聊天室等。
客戶端A和客戶端B使用同一隊(duì)列，進(jìn)行消息通訊。
客戶端A，客戶端B，客戶端N訂閱同一主題，進(jìn)行消息發(fā)布和接收。實(shí)現(xiàn)類似聊天室效果。
新網(wǎng)消息隊(duì)列RabbitMQ，是一款支持持久化消息隊(duì)列的消息中間件。通過創(chuàng)建集群的方式來實(shí)現(xiàn)RabbitMQ以及所依賴的服務(wù)的部署，完全兼容RabbitMQ開源生態(tài)以及多語言客戶端，為用戶提供快速創(chuàng)建、方便管理的消息中間件。支持多種模式，滿足不同使用場景，包括簡單隊(duì)列模式、work模式、發(fā)布/訂閱模式、路由模式、topic模式等：http://www.xinnet.com/cs/rabbitmq.html