消息中间件RabbitMQ26_MQ基本概念1

一、MQ概述

　MQ全称 Message Queue（消息队列），是在消息的传输过程中保存消息的容器。多用于分布式系统之间进行通信。

　消息队列是应用程序和应用程序之间的通信方法。

　　

　　

 　小结：

• MQ，消息队列，存储消息的中间件
• 分布式系统通信两种方式：直接远程调用 和 借助第三方 完成间接通信
• 发送方称为生产者，接收方称为消费者

二、MQ的优势和劣势

 　优势：

• 应用解耦
• 异步提速
• 削峰填谷

　劣势：

• 系统可用性降低
• 系统复杂度提高
• 一致性问题

三、MQ的优势

 1、应用解耦

　　 

　　下单时订单系统和其他系统耦合在一起，库存系统异常挂了，那么订单系统也会失败。加系统，订单系统需要修改代码。

　　系统的耦合性越高，容错性就越低，可维护性就越低。

　　

　　下单时订单系统发消息给MQ，然后就给用户返回下单成功，其他系统只需要从MQ里把订单消息数据拿出来进行消费。库存系统失败了，订单系统没有影响，即使失败了几分钟后好了再从MQ中把消息取出来进行消费。加X系统，只需要X系统从MQ中把消息拿出来进行消费，订单系统不需要修改。

　　使用 MQ 使得应用间解耦，提升容错性和可维护性。

　2、异步提速

　　

　　订单系统先保存自己的数据库，然后远程调用其他系统是同步操作

　　一个下单操作耗时：20 + 300 + 300 + 300 = 920ms
　　用户点击完下单按钮后，需要等待920ms才能得到下单响应，太慢！

　　　

　　用户点击完下单按钮后，只需等待25ms（保持数据库，然后发消息给MQ，这时就能给用户返回下单成功）就能得到下单响应 (20 + 5 = 25ms)。
　　提升用户体验和系统吞吐量（单位时间内处理请求的数目）。

　3、削峰填谷

　　

　　A系统承载不了5000个请求就挂了。

　　

　　MQ可以承载大量请求，A系统再慢慢的从MQ里每秒拉取少量请求完成消费，A系统就不会挂掉了。

　　

　　使用了 MQ 之后，限制消费消息的速度为1000，这样一来，高峰期产生的数据势必会被积压在 MQ 中，高峰就被“削”掉了，但是因为消息积压，在高峰期过后的一段时间内，消费消息的速度还是会维持在1000，直到消费完积压的消息，这就叫做“填谷”。
　　使用MQ后，可以提高系统稳定性。

　4、小结：

• 应用解耦：提高系统容错性和可维护性
• 异步提速：提升用户体验和系统吞吐量
• 削峰填谷：提高系统稳定性

四、MQ的劣势

　　

• 系统可用性降低

　　　系统引入的外部依赖越多，系统稳定性越差。一旦 MQ 宕机，就会对业务造成影响。如何保证MQ的高可用？

• 系统复杂度提高

　　　MQ 的加入大大增加了系统的复杂度，以前系统间是同步的远程调用，现在是通过 MQ 进行异步调用。如何保证消息没有被重复消费？怎么处理消息丢失情况？那么保证消息传递的顺序性？

• 一致性问题

　　　A 系统处理完业务，通过 MQ 给B、C、D三个系统发消息数据，如果 B 系统、C 系统处理成功，D 系统处理失败。如何保证消息数据处理的一致性？

　小结：

　　既然 MQ 有优势也有劣势，那么使用 MQ 需要满足什么条件呢？

　　1. 生产者不需要从消费者处获得反馈。引入消息队列之前的直接调用，其接口的返回值应该为空，这才让明明下层的动作还没做，上层却当成动作做完了继续往后走，即所谓异步成为了可能。
　　2. 容许短暂的不一致性。
　　3. 确实是用了有效果。即解耦、提速、削峰这些方面的收益，超过加入MQ，管理MQ这些成本。

五、常见的 MQ 产品

　目前业界有很多的 MQ 产品，例如 RabbitMQ、RocketMQ、ActiveMQ、Kafka、ZeroMQ、MetaMq等，也有直接使用 Redis 充当消息队列的案例，而这些消息队列产品，各有侧重，在实际选型时，需要结合自身需求及 MQ 产品特征，综合考虑。

　　

　由于 RabbitMQ 综合能力强劲，所以接下来的课程中，我们将主要学习 RabbitMQ。

六、RabbitMQ 简介

　AMQP，即 Advanced Message Queuing Protocol（高级消息队列协议），是一个网络协议，是应用层协议的一个开放标准，为面向消息的中间件设计。基于此协议的客户端与消息中间件可传递消息，并不受客户端/中间件不同产品，不同的开发语言等条件的限制。2006年，AMQP 规范发布。类比HTTP。

　　

　　方框框起来的是消息队列中间件。Exchange交换机，分发网络请求，一个交换机上可以连许多网线，让很多电脑连在一起形成一个局域网。在AMQP中它是分发消息的，分发消息到不同的Queue里面去。Queue是一种容器，用于存储消息的。交换机通过Routes路由决定了消息分发到哪个Queue里面去。

　2007年，Rabbit 技术公司基于 AMQP 标准开发的 RabbitMQ 1.0 发布。RabbitMQ 采用 Erlang 语言开发。Erlang 语言由 Ericson 设计，专门为开发高并发和分布式系统的一种语言，在电信领域使用广泛。

　RabbitMQ 基础架构如下图：

　　

　RabbitMQ 中的相关概念：

• 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。逻辑分区的概念，可以理解为像mysql中数据库的概念。
• 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
• 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

　RabbitMQ 提供了 6 种工作模式：简单模式、work queues、Publish/Subscribe 发布与订阅模式、Routing 路由模式、Topics 主题模式、RPC 远程调用模式（远程调用，不太算 MQ；暂不作介绍）。
　官网对应模式介绍：https://www.rabbitmq.com/getstarted.html

　　

七、JMS

• JMS 即 Java 消息服务（JavaMessage Service）应用程序接口，是一个 Java 平台中关于面向消息中间件的API
• JMS 是 JavaEE 规范中的一种，类比JDBC
• 很多消息中间件都实现了JMS规范，例如：ActiveMQ。RabbitMQ 官方没有提供 JMS 的实现包，但是开源社区有

八、小结

　1. RabbitMQ 是基于 AMQP 协议使用 Erlang 语言开发的一款消息队列产品。

　2. RabbitMQ提供了6种工作模式，我们学习5种。这是今天的重点。

　3. AMQP 是协议，类比HTTP。

　4. JMS 是 API 规范接口，类比 JDBC。