01-MQ的基本概念

MQ的基本概念

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。

分布式系统通信有两种方式：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

2.1、优劣概述

优势：

• 应用解耦
• 异步提速
• 削峰填谷

劣势：

• 系统可用性降低
• 系统复杂性提高
• 一致性问题

2.2、优势

1.应用解耦

系统的耦合性越高，容错性就越低，可维护性就越低。

以电商系统为例，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或者因为升级等原因暂时不可用，都会造成操作异常，影响用户体验。

使用消息队列解耦合，提升容错性和可维护性。

比如物流系统发生故障，需要几分钟才能修复，在这段时间内，物流系统需要处理的数据被缓存到消息队列中，用户的下单操作正常完成。当物流系统恢复后，补充处理存在消息队列中的订单消息即可，终端系统感知不到物流系统发生过几分钟故障。

2.异步提速

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，速度太慢。

用户点击完下单按钮后，只需等待25ms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

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到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

2.3、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？怎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。

  如何保证消息处理的一致性？

小结

既然MQ有优势又有劣势，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得到反馈。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的这些成本。

三、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。

四、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、不同中间件产品、不同的开发语言等条件的限制。

2006年，AMQP规范发布，类比HTTP。

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Ericsson（爱立信）公司，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：处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，可以划分多个VHost，每个用户在自己的VHost创建Exchange/Queue等。
• 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。常用的类型有：direct（point-to-point），fanout（multicast）和topic（publish-subscribe）。
• 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，暂不做介绍）。

官网对应模式介绍：https://www.rabbitmq.com/getstarted.html

五、JMS

• JMS即Java消息服务（Java Message 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。

六、小结

• RabbitMQ是基于AMQP协议使用Erlang语言开发的一款消息队列产品。
• RabbitMQ提供了6种工作模式，我们学习5种。重点。
• AMQP是协议，类比HTTP。
• JMS是API规范接口，类比JDBC。

参考

• 黑马程序员RabbitMQ全套教程：https://www.bilibili.com/video/BV15k4y1k7Ep

• MQ的优缺点：https://www.cnblogs.com/lyang4-09/p/14247004.html