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消息队列技术介绍消息队列技术介绍
一、 消息队列概述
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、流量削锋等问题。实现高性能、高可用、可伸缩
和最终一致性架构。是大型分布式系统不可缺少的中间件。
目前在生产环境,使用较多的消息队列有ActiveMQ、RabbitMQ、ZeroMQ、Kafka、MetaMQ、RocketMQ等。
二、 消息队列应用场景
下面详细介绍一下消息队列在实际应用中常用的使用场景。场景分为异步处理、应用解耦、流量削锋和消息通讯四个场景。
2.1 异步处理
场景说明:用户注册后,需要发送注册邮件和发送注册信息,传统的做法有两种:串行方式、并行方式
串行方式
将注册信息写入数据库成功后,发送注册邮件,然后发送注册短信,而所有任务执行完成后,返回信息给客户端
串行方式
并行方式
将注册信息写入数据库成功后,同时进行发送注册邮件和发送注册短信的操作。而所有任务执行完成后,返回信息给客户端。
同串行方式相比,并行方式可以提高执行效率,减少执行时间。
并行方式
上面的比较可以发现,假设三个操作均需要50ms的执行时间,排除网络因素,则最终执行完成,串行方式需要150ms,而并
行方式需要100ms。
因为cpu在单位时间内处理的请求数量是一致的,假设:CPU每1秒吞吐量是100此,则串行方式1秒内可执行的请求量为
1000/150,不到7次;并行方式1秒内可执行的请求量为1000/100,为10次。
由上可以看出,传统串行和并行的方式会受到系统性能的局限,那么如何解决这个问题?
我们需要引入消息队列,将不是必须的业务逻辑,异步进行处理,由此改造出来的流程为
引入消息队列,异步处理消息
根据上述的流程,用户的响应时间基本相当于将用户数据写入数据库的时间,发送注册邮件、发送注册短信的消息在写入消息
队列后,即可返回执行结果,写入消息队列的时间很快,几乎可以忽略,也有此可以将系统吞吐量提升至20QPS,比串行方
式提升近3倍,比并行方式提升2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。
传统的做法为:订单系统调用库存系统的接口。如下图所示:
传统方式:调用库存接口
传统方式具有如下缺点:
-1. 假设库存系统访问失败,则订单减少库存失败,导致订单创建失败
-2. 订单系统同库存系统过度耦合
如何解决上述的缺点呢?需要引入消息队列,引入消息队列后的架构如下图所示:
引入消息队列,实现应用解耦
订单系统:用户下单后,订单系统进行数据持久化处理,然后将消息写入消息队列,返回订单创建成功
库存系统:使用拉/推的方式,获取下单信息,库存系统根据订单信息,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后续操作了。由
此实现了订单系统与库存系统的应用解耦。
2.3 流量削锋
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。
可以控制参与活动的人数;
可以缓解短时间内高流量对应用的巨大压力;
流量削锋处理方式系统图如下:
流量削锋方式系统图
服务器在接收到用户请求后,首先写入消息队列。这时如果消息队列中消息数量超过最大数量,则直接拒绝用户请求或返回跳
转到错误页面;
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