消息中间件常见知识点

一：消息队列的主要作用是什么？

 

1.消息队列的特性：

 

业务无关，一个具有普适性质的消息队列组件不需要考虑上层的业务模型，只做好消息的分发就可以了，上层业务的不同模块反而需要依赖消息队列所定义的规范进行通信。FIFO，先投递先到达的保证是一个消息队列和一个buffer的本质区别。容灾，对于普适的消息队列组件来说，节点的动态增删和消息的持久化，都是支持其容灾能力的重要基本特性。性能，这个不必多说了，消息队列的吞吐量上去了，整个系统的内部通信效率也会有提高。

 

2.为什么需要消息队列：

 

当系统中出现“生产“和“消费“的速度或稳定性等因素不一致的时候，就需要消息队列，作为抽象层，弥合双方的差异。“ 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 。

 

使用场景：

 

业务系统触发短信发送申请，但短信发送模块速度跟不上，需要将来不及处理的消息暂存一下，缓冲压力。就可以把短信发送申请丢到消息队列，直接返回用户成功，短信发送模块再可以慢慢去消息队列中取消息进行处理。

调远程系统下订单成本较高，且因为网络等因素，不稳定，攒一批一起发送。

任务处理类的系统，先把用户发起的任务请求接收过来存到消息队列中，然后后端开启多个应用程序从队列中取任务进行处理。

3.使用消息队列有什么好处（消息队列作用）：

 

异步：假设你有一个系统调用链路，是系统A调用系统B，一般耗时20ms；系统B调用系统C，一般耗时200ms；系统C调用系统D，一般耗时2s。用户一个请求过来巨慢无比，因为走完一个链路，需要耗费：2220ms，如果业务流程支持异步化的话，是不是就可以考虑把系统C对系统D的调用抽离出去做成异步化的，不要放在链路中同步依次调用。这样，实现思路就是系统A -> 系统B -> 系统C，直接就耗费220ms后直接成功了。然后系统C就是发送个消息到MQ中间件里，由系统D消费到消息之后慢慢的异步来执行这个耗时2s的业务处理。通过这种方式直接将核心链路的执行性能提升了10倍。

解耦：假设你有个系统A，这个系统A会产出一个核心数据，现在下游有系统B和系统C需要这个数据。那简单，系统A就是直接调用系统B和系统C的接口发送数据给他们就好了。但是现在要是来了系统D、系统E、系统F、系统G，等等，十来个其他系统慢慢的都需要这份核心数据呢？那么负责系统A的就要被烦死了，然后如果要是某个下游系统突然宕机了呢？系统A的调用代码里是不是会抛异常？那系统A的同学会收到报警说异常了，结果他还要去care是下游哪个系统宕机了。所以在实际的系统架构设计中，如果全部采取这种系统耦合的方式，在某些场景下绝对是不合适的，系统耦合度太严重。并且互相耦合起来并不是核心链路的调用，而是一些非核心的场景（比如上述的数据消费）导致了系统耦合，这样会严重的影响上下游系统的开发和维护效率。因此在上述系统架构中，就可以采用MQ中间件来实现系统解耦，系统A就把自己的一份核心数据发到MQ里，下游哪个系统感兴趣自己去消费即可，不需要了就取消数据的消费。

消峰：假设有一个系统，平时正常的时候每秒可能就几百个请求，正常处理都是OK的，在高峰期一下子来了每秒钟几千请求，弹指一挥间出现了流量高峰，此时我们就可以用MQ中间件来进行流量削峰。所有机器前面部署一层MQ，平时每秒几百请求大家都可以轻松接收消息。一旦到了瞬时高峰期，一下涌入每秒几千的请求，就可以积压在MQ里面，然后那一台机器慢慢的处理和消费。等高峰期过了，再消费一段时间，MQ里积压的数据就消费完毕了。这个就是很典型的一个MQ的用法，用有限的机器资源承载高并发请求，如果业务场景允许异步削峰，高峰期积压一些请求在MQ里，然后高峰期过了，后台系统在一定时间内消费完毕不再积压的话，那就很适合用这种技术方案。

4.消息队缺点：

 

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，偏加个MQ进来，万一MQ挂了，整套系统崩溃了。

系统复杂性提高：硬生生加个MQ进来，怎么保证消息没有重复消费？怎么处理消息丢失的情况？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，这数据就不一致了。

 

二：如何保证消息队列的高可用？

1.RabbitMQ高可用

 

单机模式：Demo级别的，生产环境不会使用

 

普通集群模式：

 

 

 

 

 

 

 

同时部署多台RabbitMQ服务器，当生产者将消息发送到RabbitMQ的集群中时 ，消息会存在元数据（类似于消息的描述信息）+消息数据，收到消息的MQ会将消息的元数据信息同步到其他的节点上，当消费者从任意一台服务器上获取消息时，如果当前服务器存在该消息的数据信息就获取成功，否则就会根据元数据信息从其他节点上获取消息数据，这样做并没有保证MQ的高可用，因为存在消息数据的服务器挂掉，消息一样不存在，这样做只能保证MQ的吞吐量比较大。

 

采用镜像集群模式：

 

 

 

 

 

 

 

你创建的queue，无论元数据还是queue里的消息都会存在于多个实例上，然后每次你写消息到queue的时候，都会自动把消息到多个实例的queue里进行消息同步。 这样的话，好处在于，你任何一个机器宕机了，别的机器都可以用。坏处在于

 

性能开销大，消息同步所有机器，导致网络带宽压力和消耗很重！

没有扩展性，如果某个queue负载很重，你加机器，新增的机器也包含了这个queue的所有数据，并没有办法线性扩展你的queue  

开启镜像集群模式：rabbitmq有很好的管理控制台，在后台新增一个策略，这个策略是镜像集群模式的策略，指定的时候可以要求数据同步到所有节点的，也可以要求就同步到指定数量的节点，然后你再次创建queue的时候，应用这个策略，就会自动将数据同步到其他的节点上去了。

 

2.kafka的高可用

 

 

 

 

 

 

 

kafka一个最基本的架构认识：多个broker组成，每个broker是一个节点；你创建一个topic，这个topic可以划分为多个partition，每个partition可以存在于不同的broker上，每个partition就放一部分数据。

 

这就是天然的分布式消息队列，就是说一个topic的数据，是分散放在多个机器上的，每个机器就放一部分数据。kafka 0.8以前，是没有HA机制的，就是任何一个broker宕机了，那个broker上的partition就废了，没法写也没法读，没有什么高可用性可言。kafka 0.8以后，提供了HA机制，就是replica副本机制。每个partition的数据都会同步到其他机器上，形成自己的多个replica副本。然后所有replica会选举一个leader出来，那么生产和消费都跟这个leader打交道，然后其他replica就是follower。写的时候，leader会负责把数据同步到所有follower上去，读的时候就直接读leader上数据即可。只能读写leader？很简单，要是你可以随意读写每个follower，那么就要care数据一致性的问题，系统复杂度太高，很容易出问题。kafka会均匀的将一个partition的所有replica分布在不同的机器上，这样才可以提高容错性。

 

写数据的时候，生产者就写leader，然后leader将数据落地写本地磁盘，接着其他follower自己主动从leader来pull数据。一旦所有follower同步好数据了，就会发送ack给leader，leader收到所有follower的ack之后，就会返回写成功的消息给生产者。（当然，这只是其中一种模式，还可以适当调整这个行为）

 

消费的时候，只会从leader去读，但是只有一个消息已经被所有follower都同步成功返回ack的时候，这个消息才会被消费者读到。

 

三：高并发情况下消息队列满了如何防止消息丢失？

其实这个防止消息丢失，每种MQ都要从三个角度来分析:生产者弄丢数据、消息队列弄丢数据、消费者弄丢数据，以RabbitMQ为例：

 

1.生产者丢数据：

 

从生产者弄丢数据这个角度来看，RabbitMQ提供transaction和confirm模式来确保生产者不丢消息。transaction机制就是说，发送消息前，开启事务(channel.txSelect())，然后发送消息，如果发送过程中出现什么异常，事物就会回滚(channel.txRollback())，如果发送成功则提交事物(channel.txCommit())。然而缺点就是吞吐量下降了。因此，生产上用confirm模式的居多。一旦channel进入confirm模式，所有在该信道上面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rabiitMQ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。

 

2.消息队列丢数据

 

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。这个持久化配置可以和confirm机制配合使用，你可以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。那么如何持久化呢，这里顺便说一下吧，其实也很容易，就下面两步：

 

将queue的持久化标识durable设置为true,则代表是一个持久的队列

发送消息的时候将deliveryMode=2

这样设置以后，rabbitMQ就算挂了，重启后也能恢复数据

 

3.消费者丢数据

 

消费者丢数据一般是因为采用了自动确认消息模式。这种模式下，消费者会自动确认收到信息。这时rahbitMQ会立即将消息删除，这种情况下如果消费者出现异常而没能处理该消息，就会丢失该消息。至于解决方案，采用手动确认消息即可。