NATS 相关概念

什么是NATS

通过NATS消息传递，可以在计算机应用程序和服务之间交换细分为消息的数据。这些消息由主题处理，并且与网络位置无关。这在应用程序或服务与基础物理网络之间提供了一个抽象层。数据被编码并构造为消息，然后由发布者发送。该消息由一个或多个订户接收，解码和处理。
通过NATS，程序可以轻松地在不同的环境，语言，云提供商和本地系统之间进行通信。客户端通常通过单个URL连接到NATS系统，然后订阅或发布消息给主题。通过这种简单的设计，NATS可以使程序共享常见的消息处理代码，隔离资源和相互依赖性，并通过轻松处理消息量的增加（无论是服务请求还是流数据）来进行扩展。

NATS核心 最多 提供 一次 服务质量。如果订户没有在听主题（没有主题匹配），或者在发送消息时未处于活动状态，则不会接收到该消息。这与TCP / IP提供的保证级别相同。默认情况下，NATS是一劳永逸的消息传递系统。如果您需要更高级别的服务，则可以使用NATS流技术，或者通过经过验证的可扩展参考设计（例如，ack和序列号）在客户端应用程序中构建更高的可靠性。

基于主题的消息传递

从根本上讲，NATS是关于发布和侦听消息的。两者都严重依赖于主题，主题将消息划分为流或主题。最简单的说，主题只是构成发布者和订阅者可以用来相互查找的名称的字符串。

NATS服务器保留一些特殊字符，并且规范规定仅“字母数字”字符加“”。应该在主题名称中使用。主题区分大小写，并且不能包含空格。为了确保客户之间的安全，应使用ASCII字符，尽管将来可能会更改。

主题层次结构

. 字符用于创建主题层次结构。例如，世界时钟应用程序可能定义以下内容以对相关主题进行逻辑分组：

time.us
time.us.east
time.us.east.atlanta
time.eu.east
time.eu.warsaw

通配符

NATS提供了两个通配符，它们可以代替点分隔主题中的一个或多个元素。订阅者可以使用这些通配符通过单个订阅来收听多个主题，但是发布者将始终使用完全指定的主题，而没有通配符。

匹配单个令牌

第一个通配符是*，它将与单个令牌匹配。 例如，如果应用程序想收听东部时区，则他们可以订阅time.*.east，它将匹配time.us.east和time.eu.east。

匹配多个令牌

匹配多个令牌
第二个通配符是>，它将匹配一个或多个标记，并且只能出现在主题的末尾。 例如，time.us.>将匹配time.us.east和time.us.east.atlanta，而time.us. *仅匹配time.us.east，因为它不能匹配多个令牌。
time.us.east time.us.east.atlanta time.us.* time.us.east

监控和丝锥

根据您的安全性配置，通配符可以通过创建有时称为电线抽头的东西用于监视。在最简单的情况下，您可以为 > 创建订阅者。此应用程序将接收在您的NATS群集上发送的所有消息-再次受安全性设置的约束。

混合通配符

通配符可以在同一主题中出现多次。 两种类型也都可以使用。 例如，.*.east.>将收到time.us.east.atlanta。

发布-订阅

NATS实现了一对多通信的发布-订阅消息分发模型。发布者发送有关主题的消息，任何正在侦听该主题的活动订户都将收到该消息。订阅者还可以注册对通配符主题感兴趣的通配符主题，该通配符主题的工作方式类似于正则表达式（但仅一点点）。这种一对多模式有时称为扇出。

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请求-回复

请求-答复是现代分布式系统中的常见模式。发送了一个请求，应用程序要么等待某个超时的响应，要么异步接收响应。现代系统日益增加的复杂性要求诸如位置透明性，按比例放大和按比例缩小，可观察性等特征。许多技术需要其他组件，辅助工具和代理来完成完整的功能集。
NATS通过其核心通信机制（发布和订阅）支持此模式。在具有答复主题的给定主题上发布请求，响应者侦听该主题并将响应发送给答复主题。回复主题是称为收件箱的唯一主题，无论任何一方的位置如何，该主题都会动态地定向回请求者。
NATS允许多个响应者运行并形成动态队列组，以实现透明扩展。NATS应用程序能够在退出之前耗尽资源，从而可以缩小规模而不会丢弃任何请求。由于NATS基于发布-订阅，因此可观察性就像运行另一个应用程序一样简单，该应用程序可以查看请求和响应以测量延迟，监视异常情况，直接可伸缩性等等。
NATS的功能甚至允许多个响应，其中利用了第一个响应，系统有效地丢弃了其他响应。这允许复杂的模式使多个响应者减少响应等待时间和抖动。

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队列组

NATS提供了内置的负载平衡功能，称为分布式队列。使用队列订户将平衡一组订户之间的消息传递，这些消息可用于提供应用程序容错能力和扩展工作量处理。
要创建队列订阅，订阅者需要注册一个队列名称。具有相同队列名称的所有订户构成队列组。这不需要任何配置。在发布有关注册主题的消息时，将随机选择一个组的成员来接收消息。尽管队列组有多个订户，但是每个消息仅由一个使用。
队列组名称遵循与主题相同的命名规则。首先，它们区分大小写，并且不能包含空格。考虑使用分层构造队列组。某些服务器功能可以 . 在它们上使用通配符匹配。
NATS的一大功能是队列组是由应用程序及其队列订阅者定义的，而不是在服务器配置上定义的。
队列订户是扩展服务的理想选择。向上扩展与运行另一个应用程序一样简单，向下扩展则通过消耗正在运行的请求的信号终止应用程序。这种灵活性和没有任何配置更改的优势使NATS成为了一种出色的服务通信技术，可以与所有平台技术一起使用。

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致谢

在具有最多一次语义的系统中，有时会丢失消息。如果您的应用程序正在执行请求-答复，则应使用超时来处理任何网络或应用程序故障。在请求上放置超时并拥有处理超时的代码总是一个好主意。发布事件或数据流时，确保消息传递的一种方法是使用确认消息或ACK的概念将其转换为请求-应答。在NATS中，ACK可以只是一个空消息，即没有有效载荷的消息。

因为ACK可以为空，所以它只占用很少的网络带宽，但是ACK的思想将一个简单的“即发即忘”变成了“即发即弃”的世界，在该世界中，发件人可以确定邮件是由接收方发送的。另一面，或具有散布聚集图案的另一面。

序列号

一对多消息的一个常见问题是消息可能由于网络故障而丢失或丢失。解决此情况的简单模式是在消息中包含序列ID。接收者可以检查序列ID，以查看是否错过了任何内容。在没有新数据的情况下，序列号与心跳相结合形成了一种强大而有弹性的模式来检测丢失。存储并保留消息的系统也可以解决此问题，但是有时对于眼前的问题而言过于矫kill过正，通常会导致额外的管理和运营成本。

为了真正利用序列ID，需要牢记以下几点：

• 每个发件人都必须使用自己的顺序
• 如果可能的话，接收者应该能够通过id请求丢失消息

使用NATS，您可以在消息中嵌入序列ID或将其作为标记包含在主题中。例如，发送者可以向，等发送消息，而订阅者可以收听并解析主题以确定序列ID。如果未知有效载荷，或者无法在有效载荷中嵌入诸如序列号之类的附加数据，则可能需要将序列令牌放入对象。 updates.1 updates.2 updates.*

原文链接：

• https://docs.nats.io/nats-concepts/intro