1 消息队列

1.1 MQ的概念

基本介绍

• MQ本质是个队列，FIFO 先入先出，只不过队列中存放的内容是 message 而已
• 是一种跨进程的通信机制，用于上下游传递消息。
• 在互联网架构中，MQ 是一种常见的上下游“逻辑解耦+物理解耦”的消息通信服务。
• 使用 MQ 之后，消息发送上游只需要依赖 MQ，不 用依赖其他服务。

使用原因

流量消峰

订单系统为例

如果订单系统最多能处理一万次订单，这个处理能力应付正常时段的下单时绰绰有余，正常时段我们下单一秒后就能返回结果。

但是在高峰期，如果有两万次下单操作系统是处理不了的，只能限制订单超过一万后不允许用户下单。使用消息队列做缓冲，我们可以取消这个限制，把一秒内下的订单分散成一段时间来处理，这时有些用户可能在下单十几秒后才能收到下单成功的操作，但是比不能下单的体验要好。

应用解耦

电商应用为例，

应用中有订单系统、库存系统、物流系统、支付系统。用户创建订单后，如果耦合调用库存系统、物流系统、支付系统，任何一个子系统出了故障，都会造成下单操作异常。

当转变成基于消息队列的方式后，系统间调用的问题会减少很多，比如物流系统因为发生故障，需要几分钟来修复。在 这几分钟的时间里，物流系统要处理的内存被缓存在消息队列中，用户的下单操作可以正常完成。当物流 系统恢复后，继续处理订单信息即可，中单用户感受不到物流系统的故障，提升系统的可用性。

异步处理

有些服务间调用是异步的，例如 A 调用 B，B 需要花费很长时间执行，但是 A 需要知道 B 什么时候可以执行完，

A 调用 B 服务后，只需要监听 B 处理完成的消息，当 B 处理完成后，会发送一条消息给 MQ，MQ 会将此 消息转发给 A 服务。这样 A 服务既不用循环调用 B 的查询 api，也不用提供 callback api。同样 B 服务也不 用做这些操作。A 服务还能及时的得到异步处理成功的消息。

MQ分类

ActiveMQ

• 优点：

  • 单机吞吐量万级，时效性 ms 级，可用性高，基于主从架构实现高可用性，消息可靠性较低的概率丢失数据

• 缺点：

  • 官方社区现在对 ActiveMQ 5.x 维护越来越少，高吞吐量场景较少使用。

Kafka

• 优点: 性能卓越，单机写入 TPS 约在百万条/秒

  • 最大的优点，就是吞吐量高。
  • 时效性 ms 级可用性非常高，kafka 是分布式的，一个数据多个副本，少数机器宕机，不会丢失数据，不会导致不可用，消费者采 用 Pull 方式获取消息，消息有序，通过控制能够保证所有消息被消费且仅被消费一次
  • 有优秀的第三方 Kafka Web 管理界面 Kafka-Manager
  • 在日志领域比较成熟，被多家公司和多个开源项目使用；

• 缺点：

  • Kafka 单机超过 64 个队列/分区，Load 会发生明显的飙高现象，队列越多，load 越高，发送消息响应时间变长，使用短轮询方式，实时性取决于轮询间隔时间，消费失败不支持重试；
  • 支持消息顺序， 但是一台代理宕机后，就会产生消息乱序，社区更新较慢；

• 功能支持：

  • 功能较为简单，主要支持简单的 MQ 功能，在大数据领域的实时计算以及日志采集被大规模使用

RocketMQ

• 优点：

  • 单机吞吐量十万级，可用性非常高，分布式架构，消息可以做到 0 丢失
  • MQ 功能较为完善，还是分 布式的，扩展性好，支持10 亿级别的消息堆积，不会因为堆积导致性能下降

• 缺点：

  • 支持的客户端语言不多，目前是 java 及 c++
  • 社区活跃度一般，没有在 MQ 核心中去实现 JMS 等接口，有些系统要迁移需要修改大量代码

RabbitMQ

• 优点：

  • 由于 erlang 语言的高并发特性，性能较好
  • 吞吐量到万级，MQ 功能比较完备，健壮、稳定、易用、跨平台、支持多种语言 如：Python、Ruby、.NET、Java、JMS、C、PHP、ActionScript、XMPP、STOMP 等，支持 AJAX 文档齐全
  • 开源提供的管理界面非常棒，用起来很好用,社区活跃度高
  • 更新频率相当高

• 缺点：

  • 商业版需要收费,学习成本较高

如何选择

Kafka

Kafka 主要特点是基于 Pull 的模式来处理消息消费，追求高吞吐量，一开始的目的就是用于日志收集 和传输，适合产生大量数据的互联网服务的数据收集业务。

RocketMQ

天生为金融互联网领域而生，对于可靠性要求很高的场景，尤其是电商里面的订单扣款，以及业务削峰，在大量交易涌入时，后端可能无法及时处理的情况。RoketMQ 在稳定性上可能更值得信赖

RabbitMQ

结合 erlang 语言本身的并发优势，性能好时效性微秒级，社区活跃度也比较高，管理界面用起来十分方便

1.2 RabbitMQ

RabbitMQ概念

RabbitMQ是由erlang语言开发，基于AMQP（Advanced Message Queue 高级消息队列协议）协议实现的消息队列，它是一种应用程序之间的通信方法，消息队列在分布式系统开发中应用非常广泛

核心概念

生产者

产生数据发送消息的程序是生产者

交换机

• 一方面它接收来自生产者的消息，另一方面它将消息推送到队列中
• 交换机必须确切知道如何处理它接收到的消息，是将这些消息推送到特定队列还是推送到多个队列，亦或者是把消息丢弃，这个得有交换机类型决定

消费者

消费者大多时候是一个等待接收消息的程序。请注意生产者，消费者和消息中间件很多时候并不在同一机器上。同一个应用程序既可以是生产者又是可以是消费者。

队列

• 队列是 RabbitMQ 内部使用的一种数据结构，尽管消息流经 RabbitMQ 和应用程序，但它们只能存 储在队列中
• 队列仅受主机的内存和磁盘限制的约束，本质上是一个大的消息缓冲区
• 许多生产者可 以将消息发送到一个队列，许多消费者可以尝试从一个队列接收数据。这就是我们使用队列的方式

RabbitMQ核心

工作原理

Connection：

publisher／consumer 和 broker 之间的 TCP 连接

Channel：

• 如果每一次访问 RabbitMQ 都建立一个 Connection，在消息量大的时候建立 TCP Connection 的开销将是巨大的，效率也较低
• Channel 是在 connection 内部建立的逻辑连接，如果应用程序支持多线程，通常每个 thread 创建单独的 channel 进行通讯，AMQP method 包含了 channel id 帮助客 户端和 message broker 识别 channel，所以 channel 之间是完全隔离的
• Channel 作为轻量级的 Connection 极大减少了操作系统建立 TCP connection 的开销

Broker：

接收和分发消息的应用，RabbitMQ Server 就是 Message Broker

Virtual host：

• 出于多租户和安全因素设计的，把 AMQP 的基本组件划分到一个虚拟的分组中，类似于网络中的 namespace 概念
• 当多个不同的用户使用同一个 RabbitMQ server 提供的服务时，可以划分出 多个 vhost，每个用户在自己的 vhost 创建 exchange／queue 等 》

Exchange：

• message 到达 broker 的第一站，根据分发规则，匹配查询表中的 routing key，分发 消息到 queue 中去。
• 常用的类型有：direct (point-to-point), topic (publish-subscribe) and fanout (multicast)

Queue：

消息最终被送到这里等待 consumer 取走

Binding：

exchange 和 queue 之间的虚拟连接，binding 中可以包含 routing key，Binding 信息被保 存到 exchange 中的查询表中，用于 message 的分发依据

安装教程

windows环境下安装RabbitMQ（超详细）