JAVA面试灵魂108问（三十一）---消息队列1

  大家好，我是陈哈哈，北漂五年。相信大家和我一样，都有一个大厂梦，作为一名资深Java选手，深知面试重要性，接下来我准备用100天时间，基于Java岗面试中的高频面试题，以每日3题的形式，带你过一遍热门面试题及恰如其分的解答。

  一路走来，随着问题加深，发现不会的也愈来愈多。但底气着实足了不少，相信不少朋友和我一样，日积月累才是最有效的学习方式！想起高三时一个同学的座右铭：只有沉下去，才能浮上来。共勉（juan）。

坐标：日本 名古屋 小巷

作者：唐伯虎点香烟

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  本栏目Java开发岗高频面试题主要出自以下各技术栈：Java基础知识、集合容器、并发编程、JVM、Spring全家桶、MyBatis等ORMapping框架、MySQL数据库、Redis缓存、RabbitMQ消息队列、Linux操作技巧等。

  我们面试中常会被问到消息队列相关问题，但一般没有过于深入原理的，因为进了公司后大多时候队列都有专门的中间机组或人专门处理，基本轮不到咱们的~因此面试官主要还是想看你对队列这块儿的理解程度 以及 是否真会玩儿这个，就完了，因此不建议花费大量时间去深入研究原理。。有空多看看JVM和并发不香么。

  个人理解，面试主要考察MQ的点大概包括：你丫之前系统为啥要用消息队列？是咋用的？你会玩儿么，还是用别人玩儿剩下的？为啥选择了这个MQ？常见的问题都知道咋整不？出问题你习惯背锅还是甩锅？。。。

• 感觉认识到位的同学请点个赞~~

面试题1：说说你对消息队列的理解，消息队列为了解决什么问题？

  我们公司业务系统一开始体量较小，很多组件都是单机版就足够，后来随着用户量逐渐扩大，我们程序也采用了微服务的设计思想，把很多服务进行了拆分，但后来在一些秒杀抢票活动或高频业务中，服务依旧扛不住大量QPS，因此我们引入了消息队列来优化该类问题。

  消息队列应用的场景大致分为三类：解耦、异步、削峰。

解耦

  消息队列类似设计模式中的观察者模式（Observer）或发布-订阅模式（Pub-Sub）。生产者生成和发送消息到消息队列，消费者从消息队列中取走消息进行处理，称为消费，使用消息队列将“生产者”和“消费者”之间的操作关联解耦，易于扩展。

  比如系统A为支付系统，一开始用户支付完调用日志记录系统B记录就完了，后来内容越来越多，支付完成要调用加积分系统C、短信通知系统D、优惠券系统E等等…

  这个场景中，A 系统跟其它各种乱七八糟的系统严重耦合，A 系统产生一条支付成功的数据，很多系统接口都需要 A 系统调用把支付成功的数据发送过去。A 系统程序员要时刻考虑这些问题：

• 其他系统如果挂了该咋办？是不是直接程序抛异常了？
• 一天到晚加业务，每次都重新部署？领导是不是狗？

  那如果引入 MQ，A 系统产生一条数据，发送到 MQ 里面去，每个子系统加上对消息队列中支付成功消息的订阅，持续监听就可以了，哪个系统需要数据自己去 MQ 里面消费。如果新系统需要数据，直接从 MQ 里消费即可；如果某个系统不需要这条数据了，就取消对 MQ 消息的消费即可。

  这样下来，A系统压根儿不需要去考虑要给谁发送数据，不需要维护这个代码，也不需要考虑人家是否调用成功、失败超时等情况，我只负责把支付成功的信息放到MQ里就行了，至于能否正常加积分、能否正常短信通知，管我鸟事！~~可见，通过一个 MQ，Pub/Sub 发布订阅消息这么一个模型，A 系统就跟其它系统彻底解耦了。

面试官：哦，那我听出来了，你这是喜欢甩锅啊！来，简历还你。

我：额。。不，我开玩笑的，当然不能这样做，这里其实涉及到MQ在分布式事务中数据一致性的问题；听我跟您解释。

数据一致性

  这个其实是分布式服务本身就存在的一个问题，不仅仅是消息队列的问题，但是放在这里说是因为用了消息队列这个问题会更明显。

  就像咱们上面说的，你支付成功的服务自己保证自己的逻辑成功处理了，你成功发了消息，但是短信系统，积分系统等等这么多系统，他们成功还是失败你就不管了？当然不行，这样坑队友的行为，狄大人都帮不了你~

  怎么办？那就把所有的服务都放到一个事务里，所有都成功成功才能算这一次下单是成功的，要成功一起成功，要失败一起失败。

异步

  A 系统接收一个请求，需要在自己本地写库，还需要在 BCD 三个系统写库，自己本地写库要 3ms，BCD 三个系统分别写库要 300ms、400ms、200ms。最终请求总延时是 3 + 300 + 400 + 200 = 903ms，接近 1秒，用户感觉搞个毛线？慢的一批。

  一般互联网类的企业，对于用户直接的操作，一般要求是每个请求都必须在 200 ms 以内完成，对用户几乎是无感知的，如果1秒足以说明该系统不可用，垃圾系统。

  如果这里使用了消息队列，那么 A 系统连续发送 3 条消息到 MQ 队列中，假如耗时 5ms，A 系统从接受一个请求到返回响应给用户，总时长是 3 + 5 = 8ms，对于用户而言，其实感觉上就是点个按钮，8ms 以后就直接返回了，体验感很好

削峰

  比如我们系统有代售抢票业务，平时每天QPS也就50左右，A 系统风平浪静。结果每次一到春运抢票，每秒并发请求数量突然会暴增到10000以上。但是系统是直接基于 MySQL 的，大量的请求直接打到 MySQL，比如一般MySQL能抗2000条请求，现在每秒10000 条 SQL，可能就直接把 MySQL 给打死了，导致系统崩溃。但是高峰期一过就又没人了，QPS回到50，对整个系统几乎没有任何的压力。

  如果这里使用 MQ，每秒 1w 个请求写入 MQ，A 系统每秒钟最多处理 2000 个请求，因为 MySQL 每秒钟最多处理 2k 个。A 系统从 MQ 中慢慢拉取请求，每秒钟就拉取 2k 个请求，不要超过自己每秒能处理的最大请求数量就 ok了，这样下来，哪怕是高峰期的时候，A 系统也不会挂掉。当然了，用户的响应时间肯定会受影响，毕竟秒杀嘛，只要把前多少条请求处理好，其余的抢票失败就行了。

  另外，MQ 每秒钟 1w 个请求进来，只处理 2k 个请求出去，结果会导致在中午高峰期，可能有几十万甚至几百万的请求积压在 MQ 中。

  这个短暂的高峰期积压是 ok 的，因为高峰期过了之后，每秒钟就 50 个请求进 MQ，但是A 系统依然会按照每秒 2k 个请求的速度在处理。所以说，只要高峰期一过，A 系统就会快速将积压的消息给消费掉。

追问1：消息队列有什么优缺点

• 系统可用性降低

  系统引入的外部依赖越多，越容易挂掉。本来你就是 A 系统调用 BCD 三个系统的接口就好了，人 ABCD 四个系统好好的，没啥问题，你偏加个 MQ 进来，万一 MQ 挂了咋整，MQ 一挂，整套系统崩溃的，你不就完了？如何保证消息队列的高可用？

• 系统复杂度提高

  硬生生加个 MQ 进来，你怎么保证消息一定被消费？如何避免消息重复投递或重复消费？数据丢失怎么办？怎么保证消息传递的顺序性？

• 一致性问题

  A 系统处理完了直接返回成功了，人都以为你这个请求就成功了；但是问题是，要是 BCD 三个系统那里，BD 两个系统写库成功了，结果 C 系统写库失败了，咋整？你这数据就不一致了。

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课间休息，又来秀一下来自咱们群里同学的搬砖工地，坐标：香港。

作者：竹蜻蜓不会飞

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面试题2：对于消息中间机，你们是怎么做技术选型的？

  目前市面上比较主流的消息队列中间件主要有，Kafka、ActiveMQ、RabbitMQ、RocketMQ 等。

  ActiveMQ和RabbitMQ这两由于吞吐量的原因，只有业务体量一般的公司在用，RabbitMQ由于是erlang语言开发的，我们都不了解，因此扩展和维护成本都很高，查个问题都头疼。

  Kafka和RocketMQ一直在各自擅长的领域发光发亮，两者的吞吐量、可靠性、时效性等都很可观。

我们通过图表看看这几个消息中间机的对比：

  大家其实一下子就能看到差距了，就拿吞吐量来说，早期比较活跃的ActiveMQ 和RabbitMQ基本上不是后两者的对手了，在现在这样大数据的年代吞吐量是真的很重要。

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课间休息，又来秀一下来自咱们群里同学的搬砖工地，坐标：厦门。

作者：晓海wiley

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面试题3：如何确保消息正确地发送至 RabbitMQ？如何确保消息接收方消费了消息？

发送方确认模式

  将信道设置成confirm模式（发送方确认模式），则所有在信道上发布的消息都会被指派一个唯一的ID。

  一旦消息被投递到目的队列后，或者消息被写入磁盘后（可持久化的消息），信道会发送一个确认给生产者（包含消息唯一ID）。

  如果RabbitMQ发生内部错误从而导致消息丢失，会发送一条Nack（not acknowledged，未确认）消息。

  发送方确认模式是异步的，生产者应用程序在等待确认的同时，可以继续发送消息。当确认消息到达生产者应用程序，生产者应用程序的回调方法就会被触发来处理确认消息。

接收方确认机制

  消费者接收每一条消息后都必须进行确认（消息接收和消息确认是两个不同操作）。只有消费者确认了消息，RabbitMQ才能安全地把消息从队列中删除。

  这里并没有用到超时机制，RabbitMQ仅通过Consumer的连接中断来确认是否需要重新发送消息。也就是说，只要连接不中断，RabbitMQ给了Consumer足够长的时间来处理消息。保证数据的最终一致性；

追问1：如何保证MQ消息的可靠传输？

  以我们常用的RabbitMQ为例，消息不可靠的情况可能是消息丢失，劫持等原因；

  丢失又分为：生产者丢失消息、消息队列丢失消息、消费者丢失消息；

  生产者丢失消息：从生产者弄丢数据这个角度来看，RabbitMQ提供confirm模式来确保生产者不丢消息；

  confirm模式用的居多：一旦channel进入confirm模式，所有在该信道上发布的消息都将会被指派一个唯一的ID（从1开始），一旦消息被投递到所有匹配的队列之后；RabbitMQ就会发送一个ACK给生产者（包含消息的唯一ID），这就使得生产者知道消息已经正确到达目的队列了；

  如果rabbitMQ没能处理该消息，则会发送一个Nack消息给你，你可以进行重试操作。

  消息队列丢数据：消息持久化。

  处理消息队列丢数据的情况，一般是开启持久化磁盘的配置。

  持久化配置和confirm机制配合使用，在消息持久化磁盘后，再给生产者发送一个Ack信号。

  这样，如果消息持久化磁盘之前，rabbitMQ阵亡了，那么生产者收不到Ack信号，生产者会自动重发。

面试官：那你说说如何避免消息重复投递或重复消费？消息是基于什么传输的？

我：今天累了，不想说了，下次吧~

面试官：？？？

我：对了，简历给我来。

面试官：嘶~

我：怎么，玩不起了？

每日小结

  今天我们复习了面试中常考的消息队列相关的三个问题，你做到心中有数了么？对了，如果你的朋友也在准备面试，请将这个系列扔给他，如果他认真对待，肯定会感谢你的！！好了，今天就到这里，学废了的同学，记得在评论区留言：打卡。，给同学们以激励。