分布式消息中间件

1. 什么是分布式消息中间件?

答：分布式消息中间件负责接收，保存和分发消息，在分布式场景下可扩展进程之间的通信，同时降低多个系统之间的耦合程度。

2. 请举例分布式消息中间件的使用场景

答：主要有三种：

• 1）跨系统数据传递；
• 2）高并发流量削峰，例如有服务器请求太多，此时可以将请求暂时缓存在消息中间件作为缓冲；
• 3）数据异步处理，例如用户下了订单之后需要电邮通知其订单成功，此时电邮发送是一个相对耗时的工作，可以从下单的操作中挪出来，放到消息中间件，从而提高响应时间。
  一般有两种模式：
• 1）一对一/点对点模式，一般是消费者主动拉取，确认之后就可以删除消息。即使有多个订阅者，一条消息也只会发给其中一个订阅者。

• 2）一对多模式，一个生产者对应多个消费者，则采用广播模式，确认之后并没有立即删除消息。

  
  
  

  应用场景

3. 请简要描述设计分布式消息中间件的思路

答：五大设计核心包括协议，持久化设计，消息分发设计，高可用设计，高可靠设计。

• 1. 协议：因为分布式消息中间件是网络应用，所以是基于TCP协议还是UDP协议以及在此之上如何开发设计自己的协议是一个需要考虑的问题。
     协议主要需要考虑三个要素：
     • 1.1 语法，定义数据和控制信息的结构，例如HTTP协议的请求报文和响应报文；
     • 1.2 语义，定义各种控制信息代表了什么操作，以及需要对此控制信息进行什么响应，例如HTTP协议的客户端发起的请求包括了POST，GET等控制信息；
     • 1.3 时序，定义事件之间的顺序，例如HTTP协议的要等客户发起请求，服务器才会响应；

消息中间件主要使用的协议包括：AMQP（支持持久化和事务）, MQTT（设计简单，传输快，不支持持久化和事务，适合在低带宽不可靠的网络，物联网，定义了QoS，其中QoS0代表只需要发送，不保证消息收到，QoS1代表需要收到回复，保证消息被收到，QoS2代表收到回复并且如果收到相同的消息需要去从或者丢弃）, Kafka（支持持久化，不支持事务处理）, Open Message（支持持久化和事务），OpenWire。不使用HTTP协议的原因包括HTTP协议包含的内容太复杂，不适用于消息中间件；而且HTTP协议是短连接。

• 2. 持久化：即消息是否需要保存到磁盘上，可以选择用文件系统或者数据库进行持久化。
• 3. 消息分发：消费者需要从中间件获取消息进行处理，此时有两种可选方式，一种是中间件主动push消息给消费者，另外一种是消费者主动pull中间件的消息。
• 4. 高可用：即在规定的条件和时间内处于可执行规定任务的能力，翻译成人话就是保证服务器不挂，能提供服务。
     高可用一般有以下实现方式：
     • 4.1 Master-Slave主从共享数据，即中间件的数据放在单独一个服务器，中间件的逻辑服务器有多个，且共享一个数据服务器；相比数据和逻辑都放在一个服务器，优点是中间件的逻辑服务器的高可用性得到了提升，但是数据服务器挂了就没了；
     • 4.2 Master-Slave主从同步数据，即中间件有多个数据服务器，写入数据只能在主数据服务器进行，其他服务器完全复制主服务器的数据；相比4.1而言，优点是数据服务器的高可用性得到了提升，缺点是因为同步数据，需要大量带宽，且插入数据只能在主数据服务器进行。
     • 4.3 Broker-Cluster多主集群同步，即中间件有多个数据服务器，写入数据可以在任意服务器进行，然后多个服务器之间相互同步数据；相比4.2而言，优点是可以在多个服务器插入数据，缺点还是需要大量带宽。
     • 4.4 Broker-Cluster多主集群转发部署，即中间件有多个数据服务器，写入数据可以在任意服务器进行，然后多个服务器只同步元数据，即部分提示该数据在哪个服务器的数据，不需要同步所有原始数据。相比4.3而言，优点是减少了同步数据量，减少了对带宽的需求。
     • 4.5 Master-Slave & Broker-Cluster混合使用。
• 5. 高可靠：即系统可以无障碍的持续运行，翻译成人话就是能提供正确的服务。
     高可靠一般有以下实现方式：
     • 5.1 传输可靠，使用可靠的协议保证信息的正确传达；
     • 5.2 存储可靠，使用持久化的技术保证信息的不丢失。

4. 工业环境中常用的分布式消息中间件有什么差异？

答：ActiveMQ支持协议多；RabbitMQ和ActiveMQ均支持可靠存储；Kafka适合大数据和大并发，支持动态扩容，支持廉价存储（不需要经过内存存储）且不需要完全可靠的场景，例如日志。

	ActiveMQ	RabbitMQ	Kafka	RocketMQ
支持协议	OpenWire（主协议） / AMQP / MQTT等	AMQP（主协议） / MQTT等	Kafka	Open Message
持久化方式	文件 / 数据库	文件	文件	文件
发布订阅	☑️	☑️	☑️	☑️
轮询分发（push）	☑️	☑️	☑️
轮询分发是否公平分发（即能者多劳）		☑️	☑️
支持失败重发	☑️	☑️		☑️
消息拉取（pull）		☑️	☑️	☑️