消息中间件进阶学习

news2024/10/5 23:29:29


思维导图

在这里插入图片描述

1、RabbitMQ

1.1、如何保证消息不丢失?

RabbitMQ-如何保证消息不丢失?

要回答这个问题,我们首先需要了解RabbitMQ的使用场景

  1. 异步发送(验证码、短信)
  2. MySql和Redis、ES之间的数据同步
  3. 分布式事务
  4. 削峰填谷

那消息丢失的情况有哪些呢?有四种情况

在这里插入图片描述

  1. 消息未到达交换机
  2. 消息未到达队列
  3. 消息在队列中丢失
  4. 消费者未接收消息

生产者确认机制

RabbitMQ提供了publisher confirm机制来避免发送消息到MQ过程中的丢失。消息发送到MQ之后,会返回一个结果给发送者,表示消息是否消费成功

在这里插入图片描述

消息失败之后如何处理呢?

  • 回调方法即时重发
  • 记录日志
  • 保存到数据库然后定时重发,成功发送后即刻删除表中的数据

消息持久化

在这里插入图片描述

消费者确认机制

RabbitMQ支持消费者确认机制,即:消费者处理消息后可以向MQ发送ack回执,MQ收到ack回执后才会删除该消息。而SpringAMQP则允许配置三种确认模式:

  • manual:手动ack,需要在业务代码结束后,调用api发送ack。

  • auto:自动ack,由spring监测listener代码是否出现异常,没有异常则返回ack;抛出异常则返回nack

  • none:关闭ack,MQ假定消费者获取消息后会成功处理,因此消息投递后立即被删除

我们可以利用Spring的retry机制,在消费者出现异常时利用本地重试,设置重试次数,当次数达到了以后,如果消息依然失败,将消息投递到异常交换机,交由人工处理

在这里插入图片描述

小总结

RabbitMQ-如何保证消息不丢失

  • 开启生产者确认机制,确保生产者的消息能到达队列

  • 开启持久化功能,确保消息未消费前在队列中不会丢失

  • 开启消费者确认机制为auto,由spring确认 消息处理成功后完成ack

  • 开启消费者失败重试机制,多次重试失败后将消息投递到异常交换机,交由人工处理

面试快速答法

在这里插入图片描述

1.2、消息的重复消费问题

RabbitMQ消息的重复消费问题如何解决的?

产生消息重复消费的原因有哪些?

  • 网络波动
  • 消费者挂了

解决方案:

  1. 每条消息设置一个唯一的标识id:支付id,订单id,文章id、活动推文id(自己的项目)
  2. 幂等方案:可以通过加锁,分布式锁,数据库锁(乐观锁、悲观锁)

面试快速答法

在这里插入图片描述

1.3、死信交换机

RabbitMQ中死信交换机 ? (RabbitMQ延迟队列有了解过嘛?)

  • 延迟队列:进入队列的消息会被延迟消费
  • 场景:超时订单、限时优惠、定时发布

延迟队列 = 死信交换机 + TTL(生存时间)

那什么是死信交换机呢?

死信交换机

当一个队列中的消息满足下列情况之一时,可以成为死信(dead letter):

  • 消费者使用basic.reject或 basic.nack声明消费失败,并且消息的requeue参数设置为false

  • 消息是一个过期消息超时无人消费

  • 要投递的队列消息堆积满了,最早的消息可能成为死信

如果该队列配置了dead-letter-exchange属性,指定了一个交换机,那么队列中的死信就会投递到这个交换机中,而这个交换机称为死信交换机(Dead Letter Exchange,简称DLX)。

在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

TTL

TTL,也就是Time-To-Live。如果一个队列中的消息TTL结束仍未消费,则会变为死信,ttl超时分为两种情况:

  • 消息所在的队列设置了存活时间

  • 消息本身设置了存活时间

在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

延迟队列插件

DelayExchange插件,需要安装在RabbitMQ中,DelayExchange的本质还是官方的三种交换机,只是添加了延迟功能。因此使用时只需要声明一个交换机,交换机的类型可以是任意类型,然后设定delayed属性为true即可。

在这里插入图片描述

小总结

RabbitMQ中死信交换机 ? (RabbitMQ延迟队列有了解过嘛)

  1. 我们当时的爱心雨伞项目有一个定时发布志愿活动,需要用到延迟队列其中就是用RabbitMQ实现的。
  2. 其中的延迟队列就用到了延迟队列和TTL (消息存活时间)实现的
  3. 如果消息超时未消费就会变成死信。(死信的其他情况:拒绝被消费、队列满了)

延迟队列插件实现延迟队列DelayExchange

  • 声明一个交换机,添加delayed属性为true
  • 发送消息时,添加x-delay头,值为超时时间

面试快速答法

在这里插入图片描述

1.4、消息堆积怎么解决

RabbitMQ如果有100万消息堆积在MQ , 如何解决(消息堆积怎么解决)

当生产者生产消息的速度超过了消费者消费消息的速度,就会导致队列中的消息堆积,直到队列存储消息达到上限。之后发送的消息就会成为死信(产生死信的条件之一:队列消息堆积满),可能会被丢弃,这就是消息堆积问题

在这里插入图片描述

解决消息堆积有三种思路:

  1. 增加更多的消费者,提高消费速度
  2. 在消费者中开启线程池来加快处理消息的速度
  3. 扩大队列容积,让队列可以存放更多的消息,使用惰性队列

惰性队列

惰性队列的特性如下:

  1. 接收到消息后直接存入磁盘而非内存
  2. 消费者要消费消息时才从磁盘中读取并加载到内存中
  3. 支持数百万条的消息存储

在这里插入图片描述

小总结

如果有100万消息堆积在MQ , 如何解决(消息堆积怎么解决)?

这里提供三种解决思路:

  1. 增加更多的消费者,提高消费速度
  2. 在消费者中开启线程池嘛,加快消息的处理速度
  3. 扩大队列容积,提高堆积上限,采用惰性队列
    • 在声明队列的时候可以设置属性x-queue-model为lazy,即为惰性队列
    • 基于磁盘存储,消息存储的上限高
    • 性能比较稳定,但基于磁盘存储,受限于磁盘IO,时效性会降低

面试快速答法

在这里插入图片描述

1.5、集群

RabbitMQ的高可用机制有了解过嘛?

  • 在生产环境下,使用集群来保证高可用性
  • 集群有普通集群、镜像集群、仲裁队列

普通集群

普通集群,具备以下特征:

  1. 会在集群的各个节点间共享部分数据,包括:交换机、队列元信息。但不包括队列中的消息
  2. 当访问集群某节点时,如果队列不在该节点,会从数据所在节点传递到当前节点并返回
  3. 队列所在节点宕机,队列中的消息就会丢失

镜像集群

镜像集群:本质是主从模式,具备下面的特征

  • 交换机、队列、队列中的消息会在各个mq的镜像节点之间同步备份
  • 创建队列的节点被称为该队列的主节点,备份到的其他节点叫做该队列的镜像节点
  • 一个队列的主节点可能是另一个队列的镜像节点
  • 所有的操作都是主节点完成,然后同步给镜像节点
  • 主节点宕机后,镜像节点会代替成为新的主节点

仲裁队列

仲裁队列:仲裁队列是3.8版本以后才有的新功能,用来替代镜像队列,具备以下特征:

  1. 与镜像队列一样,都是主从模式,支持主从数据同步
  2. 使用非常简单,没有复杂的配置
  3. 主从同步基于Raft协议,强一致

在这里插入图片描述

小总结

RabbitMQ的高可用机制有了解过嘛

  • 在生产环境下,我们当时采用镜像模式搭建的集群,共有三个节点
  • 镜像队列结构是一主多从(从就是镜像),所有的操作都是主节点完成,然后同步给镜像节点
  • 主宕机后,镜像节点会替代成为新的主(如果在主从同步完成前,主就已经宕机,可能出现数据丢失)

那出现数据丢失怎么办?

  1. 我们可以采用仲裁队列,同镜像队列一样,都是主从模式,支持主从数据同步,主从同步基于Raft协议,强一致
  2. 使用起来非常简单,不需要额外的数据,在声明队列的时候只要指定这个队列是仲裁队列即可

面试快速答法

在这里插入图片描述

2、Kafka

2.1、Kafka是如何保证消息不丢失

Kafka是如何保证消息不丢失?

使用Kafka在消息的收发过程中都会出现消息的丢失,Kafka分别给出了解决方案

  1. 生产者发送消息到Broker丢失
  2. 消息在Broker中存储丢失
  3. 消费者从Broker接收消息丢失

在这里插入图片描述

生产者发送消息到Broker丢失

解决方案:

  • 设置异步发送

在这里插入图片描述

  • 消息重试

在这里插入图片描述

消息在Broker中存储丢失

在这里插入图片描述

解决方案:

  • 发送确认机制acks

    确认机制说明
    acks=0生产者在成功写入消息之前不会等待任何来自服务器的响应,消息有丢失的风险,但是速度最快
    acks=1(默认值)只要集群首领节点收到消息,生产者就会收到一个来自服务器的成功响应
    acks=all只有当所有参与赋值的节点全部收到消息时,生产者才会收到一个来自服务器的成功响应

消费者从Broker接收消息丢失

在这里插入图片描述

  • Kafka中的分区机制指的是将每个主题划分成多个分区(Partition)
  • topic分区中消息只能由消费者组中的唯一一个消费者处理,不同的分区分配给不同的消费者(同一个消费者组)

在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

小总结

Kafka是如何保证消息不丢失

需要从三个层面去解决这个问题:

  • 生产者发送消息到Broker丢失

    • 设置异步发送,发送失败使用回调进行记录或重发
    • 失败重试,参数配置,可以设置重试次数
  • 消息在Broker中存储丢失

    发送确认acks,选择all,让所有的副本都参与保存数据后确认

  • 消费者从Broker接收消息丢失

    • 关闭自动提交偏移量,开启手动提交偏移量
    • 提交方式,最好是同步 + 异步提交

Kafka中消息的重复消费问题如何解决的?

  1. 关闭自动提交偏移量,开启手动提交偏移量
  2. 提交方式,最好是同步 + 异步提交
  3. 幂等方案

面试快速答法

在这里插入图片描述

2.2、Kafka是如何保证消费的顺序性

Kafka是如何保证消费的顺序性

应用场景:

  • 即时消息中的单对单聊天和群聊,保证发送方消息发送顺序与接收方的顺序一致

  • 充值转账两个渠道在同一个时间进行余额变更,短信通知必须要有顺序

topic分区中消息只能由消费者组中的唯一一个消费者处理,所以消息肯定是按照先后顺序进行处理的。但是它也仅仅是保证Topic的一个分区顺序处理,不能保证跨分区的消息先后处理顺序。 所以,如果你想要顺序的处理Topic的所有消息,那就只提供一个分区。

在这里插入图片描述

小总结

Kafka是如何保证消费的顺序性

问题原因:

一个topic的数据可能存储在不同的分区中,每个分区都有一个按照顺序的存储的偏移量,如果消费者关联了多个分区不能保证顺序性

解决方案:

  • 发送消息时指定分区号

  • 发送消息时按照相同的业务设置相同的key

面试快速答法

在这里插入图片描述

2.3、Kafka的高可用机制

Kafka的高可用机制有了解过嘛?

  1. 集群模式
  2. 分区备份机制

集群模式

在这里插入图片描述

  • Kafka的服务器端路由被称为Broker的服务进程构成,即一个Kafka集群由多个Broker组成
  • 这样如果集群中某一台机器宕机,其他机器上的Broker也依然能够对外提供服务。这其实就是Kafka提供高可用的手段之一

分区备份机制

在这里插入图片描述

  • 一个topic有多个分区,每个分区有很多副本,其中有一个leader,其余的都是follower,副本存储在不同的broker中
  • 所有的分区副本的内容是都是相同的,如果leader发生故障时,会自动将其中一个follower提升为leader

在这里插入图片描述

ISR(in-sync replica)需要同步复制保存的follower

如果leader失效后,需要选出新的leader,选举的原则如下:

第一:选举时优先从ISR中选定,因为这个列表中follower的数据是与leader同步的

第二:如果ISR列表中的follower都不行了,就只能从其他follower中选取

在这里插入图片描述

小总结

Kafka的高可用机制有了解过嘛

可以从两个层面回答,第一个是集群,第二个是复制机制

集群:

一个Kafka集群由多个broker实例组成,即使某一台宕机,也不耽误其他broker继续对外提供服务

复制机制:

  • 一个topic有多个分区,每个分区有多个副本,有一个leader,其余的都是follower,副本存储在不同的broker中
  • 所有分区副本的内容都是相同的,如果leader发生故障时,会自动将其中一个follower提升为leader,保障了系统的容错性、高可用性

解释一下复制机制中的ISR

ISR(in-sync replica)需要同步复制保存的follower

分区副本分为了两类,一个是ISR,与leader副本同步保存数据,另外一个普通的副本,是异步同步数据,当leader挂掉之后,会优先从ISR副本列表中选取一个作为leader

面试快速答法

在这里插入图片描述

2.4、数据清理机制

Kafka数据清理机制了解过嘛?

  • Kafka文件存储机制

  • 数据清理机制

要搞明白数据清理机制,首先应该搞明白Kafka的文件存储机制

在这里插入图片描述

为什么要分段?

  • 删除无用文件方便,提高磁盘利用率
  • 查找数据便捷

在这里插入图片描述

数据清理机制

在这里插入图片描述

小总结

Kafka数据清理机制了解过嘛?

Kafka存储结构

  • Kafka中topic的数据存储在分区上,分区如果文件过大会分段存储在segment
  • 每个分段在磁盘上都是以索引(xxx.index)和日志文件(xxx.log)的形式存储
  • 分段的好处是,第一能够减少单个文件内容的大小,查找数据方便。第二方便Kafka进行日志清理

日志清理的策略有两个

  1. 根据消息的保留时间,当消息保存的时间超过了指定的时间,就会触发清理,默认是168小时(7天)
  2. 根据topic存储的数据大小,当topic所占的日志文件大小大于一定的阈值,则开始删除最久的消息。(默认是关闭的)

面试快速答法

在这里插入图片描述

2.5、Kafka的高性能的设计

Kafka中实现高性能的设计有了解过嘛?

  • 消息分区:不受单台服务器的限制,可以不受限的处理更多的数据

  • 顺序读写:磁盘顺序读写,提升读写效率

  • 页缓存:把磁盘中的数据缓存到内存中,把对磁盘的访问变为对内存的访问

  • 零拷贝:减少上下文切换及数据拷贝

  • 消息压缩:减少磁盘IO和网络IO

  • 分批发送:将消息打包批量发送,减少网络开销

零拷贝

首先我们先来回顾下Linux系统的IO模型,主要划分了两个空间:用户空间、内核空间。现在有一个Kafka服务,生产者要发送消息存储到磁盘文件中,

用户空间没有权限调用磁盘读写,所以先将数据拷贝到内核空间中(页缓存),页缓存批量将数据写入到磁盘文件。

现在有一个消费者要消费消息该怎么办呢?Kafka先到页缓存看有没有这个消息,如果没有,就去磁盘文件中读取消息,然后把消息拷贝到页缓存中,把消息再拷贝到用户空间的Kafka中。现在我们要把消息发送给消费者怎么做呢?

这个时候就需要socket连接和网卡啦,所以现在用户空间的消息拷贝到内核空间的Socket缓冲区,然后拷贝到网卡,由网卡将数据发送给消费者。

好了,流程结束了,回想一下:刚刚拷贝了几次呢?有四次

  1. 磁盘文件到页缓存
  2. 页缓存到Kafka
  3. Kafka到Socket缓冲区
  4. Socket到网卡

这个效率肯定是不高的。

在这里插入图片描述

那Kafka的零拷贝是怎么做的呢?

Kafka首先判断页缓存中是否有这个数据,要是没有就去磁盘文件读取数据,然后将数据拷贝到页缓存,现在关键来了,现在Kafka知道了那个消费者要去消费这个消息,所以把所有的操作都委托给系统去操作,系统将消息直接从页缓存拷贝给网卡,然后网卡就能找到消费者去消费

这个过程拷贝只有两次。
在这里插入图片描述

小总结

Kafka中实现高性能的设计有了解过嘛

  • 消息分区:不受单台服务器的限制,可以不受限的处理更多的数据

  • 顺序读写:磁盘顺序读写,提升读写效率

  • 页缓存:把磁盘中的数据缓存到内存中,把对磁盘的访问变为对内存的访问

  • 零拷贝:减少上下文切换及数据拷贝

  • 消息压缩:减少磁盘IO和网络IO

  • 分批发送:将消息打包批量发送,减少网络开销

面试快速答法

在这里插入图片描述

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处:http://www.coloradmin.cn/o/706457.html

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系多彩编程网进行投诉反馈,一经查实,立即删除!

相关文章

Linux中Docker详细安装说明

1.准备环境 说明:准备Linux系统centos7版本(以上) 2.切换管理模式 说明:输入一下命令,然后回车,输入密码。 su – 3.更新yum 说明:为了保证doker能够给顺利安装,那么更新一下;如果没有也可以…

单相智能电量多用户远程预付费控系统优化的设计及应用

摘要:由于现有系统仅对电表数据进行读取操作,存在成本较高和耗时较长的问题,为此对单相智能多用户远程预付费控系统优化设计进行研究。选择电能表子系统作为优化对象,选取78KO527A微控制器作为电能表子系统的控制核心,…

文献阅读:中国物理海洋学研究70 年-发展历程、学术成就概览

摘要 本文概略评述新中国成立70 年来物理海洋学各分支研究领域的发展历程和若干学术成就。中国物理海洋学研究起步于海浪、潮汐、近海环流与水团,以及以风暴潮为主的海洋气象灾害的研究。随着国力的增强,研究领域不断拓展,涌现了大量具有广泛…

Linux踢掉远程登录用户

Linux踢掉远程登录用户 安装psmisc yum install -y psmisc查看远程登录用户 who得到以下结果 [rootcentos7 ~]# w10:58:13 up 0 min, 2 users, load average: 0.12, 0.03, 0.01 USER TTY FROM LOGIN IDLE JCPU PCPU WHAT lhz pts/0 19…

mysql——数据库设计

前言 之前我们已经了解了 mysql 的基本增删改查mysql 从入门到放弃——基本约束以及语法 现在我们系统的进行一遍数据库的设计 直接进入主题 来个例子:下面我们将围绕这个例子来进行数据库的设计 我们就来简单的模拟 大学教务处的选课 系统 中的 选课功能 注意…

十大排序算法(Java实现)

文章目录 零、总览 / 前言一、冒泡排序1.算法描述2.代码&复杂度 二、选择排序1.算法描述2.代码&复杂度 三、插入排序1.算法描述2.代码&复杂度分析 四、希尔排序1.算法步骤2.代码&复杂度分析 五、归并排序1.算法描述2.代码&复杂度分析 六、快速排序1.算法描…

《强化学习的数学原理》思维导图,供初学者参考

对应课程: 【强化学习的数学原理】课程:从零开始到透彻理解(完结)_哔哩哔哩_bilibili

Linux 系统下 CMake 示 例

CMake 是一个开源的跨平台工具,可以构建、测试和打包软件。 它具有如下特性: 自动搜索可能需要的程序、库和头文件的能力;独立的构建目录(如build),可以安全清理;支持复杂的自定义命令&#xf…

一文了解什么什么是加密货币及其工作原理

加密货币是基于区块链技术并由密码学保护的去中心化数字货币。要理解加密货币,首先需要理解三个术语——区块链、去中心化和密码学。 一、加密货币如何运作 简而言之,加密货币中的区块链是一种数字分类账,其访问权限分布在授权用户之间。该分…

hello算法学习笔记之排序

概述:排序算法 在排序算法中,数据类型可以是整数、浮点数、字符或字符串等;顺序的判断规则可根据需求设定,如数字大小、字符 ASCII 码顺序或自定义规则。 评价维度: 运行效率、就地性、稳定性、自适应性&#xff08…

21.RocketMQ源码之NameServer的路由管理和架构设计

highlight: arduino-light NameServer 路由管理 Broker消息服务器在启动的时向所有NameServer注册。 消息生产者Producer在发送消息之前先从NameServer获取Broker服务器地址列表然后根据负载均衡算法从列表中选择一台服务器进行发送。 NameServer与每台Broker保持长连接&#x…

单频/双频gps北斗模块相关应用领域详解_SKYLAB GPS+北斗模块

以“时空数据,赋能未来”为主题的第十二届中国卫星导航年会在江西南昌正式开幕,据悉,本届年会是北斗系统开启全球化、产业化的第一届年会。2020年,北斗三号全球卫星定位系统正式服务全球,作为北斗产业链中的一员&#…

小黑厦门极限神游,通宵环岛骑行,鼓浪屿徒步赏景的leetcode之旅:剑指 Offer 48. 最长不含重复字符的子字符串

小黑代码(与官方题解思路一致&#xff0c;比其可读性更强) class Solution:def lengthOfLongestSubstring(self, s: str) -> int:# 字符串长度n len(s)# 定义双指针head 0tail 0# 中间变量&#xff0c;存放窗口中的元素set_ set()# 结果变量length 0while tail < n…

Flutter iOS 打包 问题处理

日常问题收集&#xff1a; remark: Incremental compilation has been disabled: is not currently compatible with embedding LLVM IR bitcode a. 在Build Settings中搜索Enable Bitcode-> 设置No b. Project-> Targets-> Build Settings-> Custom Compiler Flag…

银行数字化转型导师坚鹏:银行数字化运营所必须采取的五大措施

银行数字化运营已经成为提升市场竞争力和客户满意度的重要战略。以下是银行数字化运营所必须采取的五大措施&#xff1a; 1) 建立强大的数字化基础设施&#xff1a;银行需要投资建立可靠的数字化基础设施&#xff0c;以支持数字化运营的各个方面。这包括更新和升级银行的IT系统…

springboot集成openfeign

一、Feign简介 Feign是一个声明式的伪Http客户端&#xff0c;它使得写Http客户端变得更简单。使用Feign&#xff0c;只需要创建一个接口并注解。它具有可插拔的注解特性&#xff0c;可使用Feign 注解和JAX-RS注解。Feign支持可插拔的编码器和解码器。Feign默认集成了Ribbon&…

Django - 定时任务框架【django-apscheduler】基本使用详解(二)

一. 前言 一个网页会有很多数据是不需要经常变动的&#xff0c;比如说首页&#xff0c;变动频率低而访问量大&#xff0c;我们可以把它静态化&#xff0c;这样就不需要每次有请求都要查询数据库再返回&#xff0c;可以减少服务器压力 我们可以使用Django的模板渲染功能完成页面…

【Android Framework系列】第4章 PMS原理

1 PMS简介 PMS&#xff08;PackageManagerService&#xff09;是Android提供的包管理系统服务&#xff0c;它用来管理所有的包信息&#xff0c;包括应用安装、卸载、更新以及解析AndroidManifest.xml。通过解析每个安装应用的AndroidManifest.xml&#xff0c;将xml中的数据全部…

Acwing.846 数的重心(DFS)

题目 给定一颗树&#xff0c;树中包含n个结点&#xff08;编号1~n)和n-1条无向边。 请你找到树的重心&#xff0c;并输出将重心删除后&#xff0c;剩余各个连通块中点数的最大值。 重心定义:重心是指树中的一个结点&#xff0c;如果将这个点删除后&#xff0c;剩余各个连通块中…

Java项目实战——Linux入门

文章目录 一、Linux安装1.1、安装方式介绍1.2、网卡设置1.3、安装SSH连接工具1.4、Linux和windows目录结构对比1.5、Linux目录结构 2、Linux常用命令2.1、Linux命令初体验2.2、使用技巧2.3、命令格式2.4、文件目录操作命令文件目录操作命令ls小知识 文件目录操作命令cat文件目录…