java常用的消息队列 看完这篇你就懂了

时间:2024-04-05 13:53:26

为什么使用消息队列 ?

使用场景
消息队列的使用场景其实有很多,但是比较核心的有 3 个:解耦、异步、削峰

解耦

看这么个场景。A 系统发送数据到 BCD 三个系统,通过接口调用发送。如果 E 系统也要这个数据呢?那如果 C 系统现在不需要了呢?A 系统负责人几乎崩溃…

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在这个场景中,A 系统跟其它各种乱七八糟的系统严重耦合,A 系统产生一条比较关键的数据,很多系统都需要 A 系统将这个数据发送过来。A 系统要时时刻刻考虑 BCDE 四个系统如果挂了该咋办?要不要重发,要不要把消息存起来?头发都白了啊!
如果使用 MQ,A 系统产生一条数据,发送到 MQ 里面去,哪个系统需要数据自己去 MQ 里面消费。如果新系统需要数据,直接从 MQ 里消费即可;如果某个系统不需要这条数据了,就取消对 MQ 消息的消费即可。这样下来,A 系统压根儿不需要去考虑要给谁发送数据,不需要维护这个代码,也不需要考虑人家是否调用成功、失败超时等情况。

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总结:通过一个 MQ,Pub/Sub 发布订阅消息这么一个模型,A 系统就跟其它系统彻底解耦了。

异步

再来看一个场景,A 系统接收一个请求,需要在自己本地写库,还需要在 BCD 三个系统写库,自己本地写库要 3ms,BCD 三个系统分别写库要 300ms、450ms、200ms。最终请求总延时是 3 + 300 + 450 + 200 = 953ms,接近 1s,用户感觉搞个什么东西,慢死了慢死了。用户通过浏览器发起请求,等待个 1s,这几乎是不可接受的。

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一般互联网类的企业,对于用户直接的操作,一般要求是每个请求都必须在 200 ms 以内完成,对用户几乎是无感知的。
如果使用 MQ,那么 A 系统连续发送 3 条消息到 MQ 队列中,假如耗时 5ms,A 系统从接受一个请求到返回响应给用户,总时长是 3 + 5 = 8ms,对于用户而言,其实感觉上就是点个按钮,8ms 以后就直接返回了,爽!网站做得真好,真快!。

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削峰

每天 0:00 到 12:00,A 系统风平浪静,每秒并发请求数量就 50 个。结果每次一到 12:00 ~ 13:00 ,每秒并发请求数量突然会暴增到 5k+ 条。但是系统是直接基于 MySQL的,大量的请求涌入 MySQL,每秒钟对 MySQL 执行约 5k 条 SQL。
一般的 MySQL,扛到每秒 2k 个请求就差不多了,如果每秒请求到 5k 的话,可能就直接把 MySQL 给打死了,导致系统崩溃,用户也就没法再使用系统了。
但是高峰期一过,到了下午的时候,就成了低峰期,可能也就 1w 的用户同时在网站上操作,每秒中的请求数量可能也就 50 个请求,对整个系统几乎没有任何的压力。

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如果使用 MQ,每秒 5k 个请求写入 MQ,A 系统每秒钟最多处理 2k 个请求,因为 MySQL 每秒钟最多处理 2k 个。A 系统从 MQ 中慢慢拉取请求,每秒钟就拉取 2k 个请求,不要超过自己每秒能处理的最大请求数量就 ok,这样下来,哪怕是高峰期的时候,A 系统也绝对不会挂掉。而 MQ 每秒钟 5k 个请求进来,就 2k 个请求出去,结果就导致在中午高峰期(1 个小时),可能有几十万甚至几百万的请求积压在 MQ 中。

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这个短暂的高峰期积压是 ok 的,因为高峰期过了之后,每秒钟就 50 个请求进 MQ,但是 A 系统依然会按照每秒 2k 个请求的速度在处理。所以说,只要高峰期一过,A 系统就会快速将积压的消息给解决掉。

消息队列有什么优缺点

优点
优点上面已经说了,就是在特殊场景下有其对应的好处,解耦、异步、削峰。

缺点

系统可用性降低

系统引入的外部依赖越多,越容易挂掉。本来你就是 A 系统调用 BCD 三个系统的接口就好了,人 ABCD 四个系统好好的,没啥问题,你偏加个 MQ 进来,万一 MQ 挂了咋整,MQ 一挂,整套系统崩溃的,你不就完了?

系统复杂度提高

硬生生加个 MQ 进来,你怎么保证消息没有重复消费?怎么处理消息丢失的情况?怎么保证消息传递的顺序性?头大头大,问题一大堆,痛苦不已。

一致性问题

A 系统处理完了直接返回成功了,别人都以为你这个请求就成功了;但是问题是,要是 BCD 三个系统那里,BD 两个系统写库成功了,结果 C 系统写库失败了,咋整?你这数据就不一致了。

所以消息队列实际是一种非常复杂的架构,你引入它有很多好处,但是也得针对它带来的坏处做各种额外的技术方案和架构来规避掉,做好之后,你会发现,妈呀,系统复杂度提升了一个数量级,也许是复杂了 10 倍。但是关键时刻,用,还是得用的。

Kafka、ActiveMQ、RabbitMQ、RocketMQ 有什么优缺点?

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1.ActiveMQ

优点:
单机吞吐量:万级
topic数量都吞吐量的影响:
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:有较低的概率丢失数据
功能支持:MQ领域的功能极其完备
缺点:
官方社区现在对ActiveMQ 5.x维护越来越少,较少在大规模吞吐的场景中使用。

2.RabbitMQ

RabbitMQ 2007年发布,是一个在AMQP(高级消息队列协议)基础上完成的,可复用的企业消息系统,是当前最主流的消息中间件之一。
优点:
由于erlang语言的特性,mq 性能较好,高并发;
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、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;
缺点:
erlang开发,很难去看懂源码,基本职能依赖于开源社区的快速维护和修复bug,不利于做二次开发和维护。
RabbitMQ确实吞吐量会低一些,这是因为他做的实现机制比较重。
需要学习比较复杂的接口和协议,学习和维护成本较高。

3.RocketMQ

RocketMQ出自 阿里公司的开源产品,用 Java 语言实现,在设计时参考了 Kafka,并做出了自己的一些改进。
RocketMQ在阿里集团被广泛应用在订单,交易,充值,流计算,消息推送,日志流式处理,binglog分发等场景。
优点:
单机吞吐量:十万级
可用性:非常高,分布式架构
消息可靠性:经过参数优化配置,消息可以做到0丢失
功能支持: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
源码是java,我们可以自己阅读源码,定制自己公司的MQ,可以掌控
缺点:
支持的客户端语言不多,目前是java及c++,其中c++不成熟;
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

4.Kafka

号称大数据的杀手锏,谈到大数据领域内的消息传输,则绕不开Kafka,这款为大数据而生的消息中间件,以其百万级TPS的吞吐量名声大噪,迅速成为大数据领域的宠儿,在数据采集、传输、存储的过程中发挥着举足轻重的作用。
Apache Kafka它最初由LinkedIn公司基于独特的设计实现为一个分布式的提交日志系统( a distributed commit log),之后成为Apache项目的一部分。
目前已经被LinkedIn,Uber, Twitter, Netflix等大公司所采纳。
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;
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
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;

消息队列选择建议

1.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。
大型公司建议可以选用,如果有日志采集功能,肯定是首选kafka了。
如果是大数据领域的实时计算、日志采集等场景,用 Kafka 是业内标准的,绝对没问题,社区活跃度很高,绝对不会黄,何况几乎是全世界这个领域的事实性规范。

2.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,这些业务场景在阿里双11已经经历了多次考验,如果你的业务有上述并发场景,建议可以选择RocketMQ。
不过现在确实越来越多的公司,会去用 RocketMQ,确实很不错(阿里出品),但社区可能有突然黄掉的风险,对自己公司技术实力有绝对自信的,推荐用 RocketMQ,否则回去老老实实用 RabbitMQ 吧,人家有活跃的开源社区,绝对不会黄。

3.RabbitMQ
RabbitMQ :结合erlang语言本身的并发优势,性能较好,社区活跃度也比较高,但是不利于做二次开发和维护。不过,RabbitMQ的社区十分活跃,可以解决开发过程中遇到的bug。
如果你的数据量没有那么大,小公司优先选择功能比较完备的RabbitMQ。
所以中小型公司,技术实力较为一般,技术挑战不是特别高,用 RabbitMQ 是不错的选择;大型公司,基础架构研发实力较强,用 RocketMQ 是很好的选择。

参考:
https://www.jianshu.com/p/e2605551c605
https://blog.csdn.net/u011663149/article/details/86232869