activemq查看topic消息_消息队列简介

本文介绍了消息队列(MQ)的基本概念、使用场景和两种模式:点对点和发布/订阅。MQ主要用于解决应用耦合、异步处理、限流削锋等问题。常见MQ产品如RabbitMQ、RocketMQ、ActiveMQ、Kafka各有特点,RabbitMQ侧重灵活性,Kafka追求高性能,RocketMQ在事务性和可靠性上有优化。

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一、消息队列(MQ)概述

消息队列(Message Queue),是分布式系统中重要的组件,其通用的使用场景可以简单地描述为:

当不需要立即获得结果,但是并发量又需要进行控制的时候,差不多就是需要使用消息队列的时候。

消息队列主要解决了应用耦合、异步处理、流量削锋等问题。

Message Queue(MQ),消息队列中间件。大多数人认为:MQ 通过将消息的发送和接收分离来实现应用程序的异步和解耦,这个给人的直觉是——MQ 是异步的,用来解耦的,但是这个只是 MQ 的效果而不是目的。

MQ 真正的目的是为了通讯,屏蔽底层复杂的通讯协议,定义了一套应用层的、更加简单的通讯协议。一个分布式系统中两个模块之间通讯要么是 HTTP,要么是自己开发的 TCP,但是这两种协议其实都是原始的协议。HTTP 协议很难实现两端通讯——模块 A 可以调用 B,B 也可以主动调用 A,如果要做到这个两端都要背上 WebServer,而且还不支持长连接(HTTP 2.0 的库根本找不到)。TCP 就更加原始了,粘包、心跳、私有的协议,想一想头皮就发麻。MQ 所要做的就是在这些协议之上构建一个简单的“协议”——生产者/消费者模型。MQ 带给我的“协议”不是具体的通讯协议,而是更高层次通讯模型。它定义了两个对象——发送数据的叫生产者;接收数据的叫消费者, 提供一个 SDK 让我们可以定义自己的生产者和消费者实现消息通讯而无视底层通讯协议

当前使用较多的消息队列有RabbitMQ、RocketMQ、ActiveMQ、Kafka、ZeroMQ、MetaMq等,而部分数据库如Redis、Mysql以及phxsql也可实现消息队列的功能。

二、消息队列使用场景

消息队列在实际应用中包括如下四个场景:

  • 应用耦合:多应用间通过消息队列对同一消息进行处理,避免调用接口失败导致整个过程失败;
  • 异步处理:多应用对消息队列中同一消息进行处理,应用间并发处理消息,相比串行处理,减少处理时间;
  • 限流削峰:广泛应用于秒杀或抢购活动中,避免流量过大导致应用系统挂掉的情况;
  • 消息驱动的系统:系统分为消息队列、消息生产者、消息消费者,生产者负责产生消息,消费者(可能有多个)负责对消息进行处理;

接下来详细介绍上述四个场景以及消息队列如何在上述四个场景中使用:

2.1 异步处理

具体场景:用户为了使用某个应用,进行注册,系统需要发送注册邮件并验证短信。对这两个操作的处理方式有两种:串行及并行。

(1)串行方式:新注册信息生成后,先发送注册邮件,再发送验证短信;

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在这种方式下,需要最终发送验证短信后再返回给客户端。

(2)并行处理:新注册信息写入后,由发短信和发邮件并行处理;

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在这种方式下,发短信和发邮件 需处理完成后再返回给客户端。

假设以上三个子系统处理的时间均为50ms,且不考虑网络延迟,则总的处理时间:

串行:50+50+50=150ms
并行:50+50 = 100ms

若使用消息队列:

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并在写入消息队列后立即返回成功给客户端,则总的响应时间依赖于写入消息队列的时间,而写入消息队列的时间本身是可以很快的,基本可以忽略不计,因此总的处理时间相比串行提高了2倍,相比并行提高了一倍;

2.2 应用耦合

具体场景:用户使用QQ相册上传一张图片,人脸识别系统会对该图片进行人脸识别,一般的做法是,服务器接收到图片后,图片上传系统立即调用人脸识别系统,调用完成后再返回成功,如下图所示:

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该方法有如下缺点:

  • 人脸识别系统被调失败,导致图片上传失败;
  • 延迟高,需要人脸识别系统处理完成后,再返回给客户端,即使用户并不需要立即知道结果;
  • 图片上传系统与人脸识别系统之间互相调用,需要做耦合;

若使用消息队列:

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客户端上传图片后,图片上传系统将图片信息如uin、批次写入消息队列,直接返回成功;而人脸识别系统则定时从消息队列中取数据,完成对新增图片的识别。

此时图片上传系统并不需要关心人脸识别系统是否对这些图片信息的处理、以及何时对这些图片信息进行处理。事实上,由于用户并不需要立即知道人脸识别结果,人脸识别系统可以选择不同的调度策略,按照闲时、忙时、正常时间,对队列中的图片信息进行处理。

2.3 限流削峰

具体场景:购物网站开展秒杀活动,一般由于瞬时访问量过大,服务器接收过大,会导致流量暴增,相关系统无法处理请求甚至崩溃。而加入消息队列后,系统可以从消息队列中取数据,相当于消息队列做了一次缓冲。

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该方法有如下优点:

  1. 请求先入消息队列,而不是由业务处理系统直接处理,做了一次缓冲,极大地减少了业务处理系统的压力;
  2. 队列长度可以做限制,事实上,秒杀时,后入队列的用户无法秒杀到商品,这些请求可以直接被抛弃,返回活动已结束或商品已售完信息;

2.4 消息驱动的系统

具体场景:用户新上传了一批照片, 人脸识别系统需要对这个用户的所有照片进行聚类,聚类完成后由对账系统重新生成用户的人脸索引(加快查询)。这三个子系统间由消息队列连接起来,前一个阶段的处理结果放入队列中,后一个阶段从队列中获取消息继续处理。

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该方法有如下优点:

  • 避免了直接调用下一个系统导致当前系统失败;
  • 每个子系统对于消息的处理方式可以更为灵活,可以选择收到消息时就处理,可以选择定时处理,也可以划分时间段按不同处理速度处理;

三、消息队列的两种模式

消息队列包括两种模式,点对点模式(point to point, queue)和发布/订阅模式(publish/subscribe,topic)。

3.1 点对点模式

点对点模式下包括三个角色:

  • 消息队列
  • 发送者 (生产者)
  • 接收者(消费者)

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消息发送者生产消息发送到queue中,然后消息接收者从queue中取出并且消费消息。消息被消费以后,queue中不再有存储,所以消息接收者不可能消费到已经被消费的消息。

点对点模式特点:

  • 每个消息只有一个接收者(Consumer)(即一旦被消费,消息就不再在消息队列中);
  • 发送者和接收者间没有依赖性,发送者发送消息之后,不管有没有接收者在运行,都不会影响到发送者下次发送消息;
  • 接收者在成功接收消息之后需向队列应答成功,以便消息队列删除当前接收的消息;

3.2 发布/订阅模式

发布/订阅模式下包括三个角色:

  • 角色主题(Topic)
  • 发布者(Publisher)
  • 订阅者(Subscriber)

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发布者将消息发送到Topic,系统将这些消息传递给多个订阅者。

发布/订阅模式特点:

  • 每个消息可以有多个订阅者;
  • 发布者和订阅者之间有时间上的依赖性。针对某个主题(Topic)的订阅者,它必须创建一个订阅者之后,才能消费发布者的消息。
  • 为了消费消息,订阅者需要提前订阅该角色主题,并保持在线运行;

四、常用消息队列介绍和对比

4.1有 Broker 的 MQ

这个流派通常有一台服务器作为 Broker,所有的消息都通过它中转。生产者把消息发送给它就结束自己的任务了,Broker 则把消息主动推送给消费者(或者消费者主动轮询)

重 Topic

kafka、JMS(ActiveMQ)就属于这个流派,生产者会发送 key 和数据到 Broker,由 Broker 比较 key 之后决定给哪个消费者。这种模式是我们最常见的模式,是我们对 MQ 最多的印象。在这种模式下一个 topic 往往是一个比较大的概念,甚至一个系统中就可能只有一个 topic,topic 某种意义上就是 queue,生产者发送 key 相当于说:“hi,把数据放到 key 的队列中”

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如上图所示,Broker 定义了三个队列,key1,key2,key3,生产者发送数据的时候会发送 key1 和 data,Broker 在推送数据的时候则推送 data(也可能把 key 带上)。

虽然架构一样但是 kafka 的性能要比 jms 的性能不知道高到多少倍,所以基本这种类型的 MQ 只有 kafka 一种备选方案。如果你需要一条暴力的数据流(在乎性能而非灵活性)那么 kafka 是最好的选择

轻 Topic

这种的代表是 RabbitMQ(或者说是 AMQP)。生产者发送 key 和数据,消费者定义订阅的队列,Broker 收到数据之后会通过一定的逻辑计算出 key 对应的队列,然后把数据交给队列

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这种模式下解耦了 key 和 queue,在这种架构中 queue 是非常轻量级的(在 RabbitMQ 中它的上限取决于你的内存),消费者关心的只是自己的 queue;生产者不必关心数据最终给谁只要指定 key 就行了,中间的那层映射在 AMQP 中叫 exchange(交换机)。

AMQP 中有四种 exchange

  • Direct exchange:key 就等于 queue
  • Fanout exchange:无视 key,给所有的 queue 都来一份
  • Topic exchange:key 可以用“宽字符”模糊匹配 queue
  • Headers exchange:无视 key,通过查看消息的头部元数据来决定发给那个 queue(AMQP 头部元数据非常丰富而且可以自定义)

这种结构的架构给通讯带来了很大的灵活性,我们能想到的通讯方式都可以用这四种 exchange 表达出来。如果你需要一个企业数据总线(在乎灵活性)那么 RabbitMQ 绝对的值得一用

4.2无 Broker 的 MQ

无 Broker 的 MQ 的代表是 ZeroMQ。该作者非常睿智,他非常敏锐的意识到——MQ 是更高级的 Socket,它是解决通讯问题的。所以 ZeroMQ 被设计成了一个“库”而不是一个中间件,这种实现也可以达到——没有 Broker 的目的

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节点之间通讯的消息都是发送到彼此的队列中,每个节点都既是生产者又是消费者。ZeroMQ 做的事情就是封装出一套类似于 Socket 的 API 可以完成发送数据,读取数据

ZeroMQ 其实就是一个跨语言的、重量级的 Actor 模型邮箱库。你可以把自己的程序想象成一个 Actor,ZeroMQ 就是提供邮箱功能的库;ZeroMQ 可以实现同一台机器的 RPC 通讯也可以实现不同机器的 TCP、UDP 通讯,如果你需要一个强大的、灵活、野蛮的通讯能力,别犹豫 ZeroMQ

4.3RabbitMQ/ActiveMQ/RocketMQ/Kafka对比:

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结论:

Kafka在于分布式架构,RabbitMQ基于AMQP协议来实现,RocketMQ思路来源于kafka,改成了主从结构,在事务性可靠性方面做了优化。广泛来说,电商、金融等对事务性要求很高的,可以考虑RabbitMQ和RocketMQ,对性能要求高的可考虑Kafka。

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