物联网中RocketMQ的使用

news2024/9/25 9:40:15

物联网中RocketMQ的使用

1. 背景

随着物联网行业的发展、智能设备数量越来越多，很多常见的智能设备都进入了千家万户；随着设备数量的增加，也对后台系统的性能提出新的挑战。

在日常中，存在一些特定的场景，属于高并发请求，瞬时的压力会达到20w/s。为了保证用户的使用体验，提高服务器的处理能力刻不容缓。那应该如何来提高后台服务处理能力呢？

系统访问的两种常见方式：

同步方式，该方式是常用的一种方式，当请求时，就会阻塞当前线程等待返回结果。该方式开发很简单，但是在高并发的情况下，会导致系统负载剧增，处理能力下降，甚至会导致上游服务等待过长产生熔断。
异步方式，当我们请求时，不需要阻塞当前线程(主线程)，当时结果处理完之后，再回调告诉主线程；该方式很适合与高并发的场景，但开发比较困难，会导致失败的情况。

2. 缓冲池

在讲解RocketMQ之前，首先来介绍缓冲池的概念：

缓冲池是计算机里的概念，很像生活中的蓄水池：从上游来的水并不是直接到达用户家里，而是先存储到一个水池里面；其优点有：

多余的水可以在水池里面存起来，防止压力直接就传到下游；
控制水池的阀门可以调节出水大小，可以根据实际的使用控制水流。

3. RocketMq的组成

有了缓存池的概念，就很好理解RocketMQ工作的基本原理，在RocketMQ中主要有三部分组成：

生产者(producer)，生产者用户生产消息，就像上游的水。
broker，broker就像蓄水池一样，会将生产的消息存储起来。
消费者(consumer)，将broker队列里面的消息拉出来消费。

其工作的原理图如下：

在这里插入图片描述

通过生产者将消息传递到broker存储起来，然后消费者去消费broker里面的消息，其中broker是路由，具体的存储是采用了队列数据结构。

4. RocketMQ在物联网中的应用

根据它的组成和原理，其非常合适用于异步解耦。比如在某个时间段，大量的请求来到云服务，如果云服务采用同步的方式去控制设备，势必导致服务延迟严重，出现大批量的失败。

因此为了达到异步解耦，流量削峰，当大量的请求来到云服务的时候，并不是直接去控制设备，而是先将控制消息存入RocketMQ中，然后通过消费者去控制设备。因此具体的控制流程图如下：

在这里插入图片描述

如图所示，当控制参数来到服务时，现将控制的参数封装为message，然后通过生产者将消息存放到RocketMQ中broker存储起来，在消费者端将启动多线程去消费消费消息—即去控制设备，当设备控制完成后，将控制的结果告诉上游服务。

通过以上的设计，不管多大的流量来，都先将参数存入rocketMQ中，然后慢慢去消费，有效地保护了云端服务，提供了云端的性能，提高了用户的使用体验。

5. 使用RocketMQ搭建一个简单的生产者和消费者demo

前提—RocketMQ已经搭建好
依赖

<dependency>
    <groupId>org.apache.rocketmq</groupId>
    <artifactId>rocketmq-spring-boot-starter</artifactId>
    <version>2.2.2</version>
</dependency>

配置文件

server.port: 8085

rocketmq:
  name-server: 10.16.17.246:9876
  producer:
    group: rocket-demo

首先是生产者，这里开发了一个接口：

@RestController()
@RequestMapping("/producer")
public class ProducerController {

    // 注入
    @Resource
    RocketMQTemplate rocketMQTemplate;


    @PostMapping("/push")
    public void producer(){
        ProducerDto producerDto = new ProducerDto();
        Random random = new Random();
        producerDto.setApplianceId(String.valueOf(random.nextInt()));
        producerDto.setReqId(UUID.randomUUID().toString());
		// 将producerDto 封装为消息
        Message<ProducerDto> message = withPayload(producerDto).setHeader(PROPERTY_KEYS, producerDto.getReqId()).build();
        System.out.println("生产的消息为：" + message);
        // 将消息塞入指定的TOPIC
        rocketMQTemplate.syncSend(TOPIC_DEMO, message);
    }
}

其中，ProducerDto消息体有applianceId和reqId两个参数，broker中将消息路由到与topic绑定的队列中。

消费者

@RocketMQMessageListener(
        consumeThreadNumber = 16,
        topic = TOPIC_DEMO,
        consumerGroup = "consumer_demo_group"

)
@Component
public class Consumer implements RocketMQListener<MessageExt> {

    private final String CHARSET = Charset.defaultCharset().name();

    @Override
    public void onMessage(MessageExt message) {
        byte[] body = message.getBody();
        String str = new String(body, Charset.forName(this.CHARSET));
        System.out.println("消费者消费的消息为： " + str);
    }
}

在消费者类上加上@RocketMQMessageListener、@Component注解即可实现消费。

结果，实现了消息的生产和消费

生产的消息为：GenericMessage [payload=ProducerDto(reqId=086a5666-922a-4345-b408-956ba6bc18d9, applianceId=2140322229), headers={KEYS=086a5666-922a-4345-b408-956ba6bc18d9, id=12816bba-1
259-469a-d0ff-e42311a27fe7, timestamp=1676713480448}]
消费者消费的消息为： {"reqId":"086a5666-922a-4345-b408-956ba6bc18d9","applianceId":"2140322229"}