消息队列场景原理

消息队列概念定义

    “消息队列”是在消息的传输过程中保存消息的容器, 消息队列中间件是分布式系统中重要的组件,可以起到解耦合,异步消息,流量削锋,避免用户等待提高用户体验度等作用。 实现高性能,高可用。
常用的消息队列中间件有: ActiveMQ,RabbitMQ,ZeroMQ,Kafka,MetaMQ,RocketMQ
###应用场景
最常四大场景:异步处理,应用解耦,流量削锋,消息通讯
异步处理
场景:用户注册后,需要发送注册成功邮件、注册成功通知短信。常规方式有两种:1、穿行,2、并行。
1、穿行:用户注册成功后,信息存入数据库中,然后发送邮件通知,再发送短信通知。以上三个完成后则返回客户端。
如图:串行完成本次操作不考虑网络等问题需要60ms,也就是说用户最少要等待 60以上才能看到注册成功页面。
2、并行:将用户注册后,信息存入数据库,发送邮件的同时并发送短信通知,以上三个动作完成则返回前端。
如图:并行完成本次操作不考虑网络等问题则只需要40ms,比串行的方式提高了处理的时间。
因为CPU在单位时间内处理的请求数是一定的,假设CPU1秒内吞吐量是100次。则串行方式1秒内CPU可处理的请求量是16次(1000/60)。并行方式处理的请求量是25次(1000/40)
下来,引入消息队列中间件,进行异步处理,改造后的框架如下↓

按照以上约定,用户的响应时间相当于是注册信息写入数据库的时间,也就是20毫秒。注册邮件,发送短信写入消息队列后,直接返回,因此写入消息队列的速度很快,基本可以忽略,因此用户的响应时间可能是20毫秒。因此架构改变后,系统的吞吐量提高到每秒20 QPS。比串行提高了3倍,比并行提高了两倍
应用解耦
场景:用户下单后,订单系统需通知库存系统。传统的做法是,订单系统调用库存系统,然后更改库存进行数据库操作。

传统模式的缺点就是订单系统与库存系统耦合太大,假如库存系统无法访问,则订单减库存将失败,从而导致用户下单失败,
引入消息队列方案后:

用户下单后,订单系统将订单信息写入消息队列,然后直接返回用户订单下单成功,库存系统查询消息队列,采用拉/推的方式获取订单信息,库存系统根据订单信息进项数据库操作。这样的话假如下单的时候库存系统因为某种原因无法操作,也不会造成用户下单失败,因为下单后,订单系统写在了消息队列中就不在关联其他操作,实现订单系统和库存系统的解耦。
流量削峰
场景:流量削锋一般用在秒杀或团购中,秒杀活动一般会因为流量过大,导致流量暴增,应用容易挂掉。

如果人数过多,应用处理不过来容易造成宕机、应用挂掉
加入消息队列后框架修改↓:

用户的请求,服务器接收后,首先写入消息队列。假如消息队列长度超过最大数量,则直接抛弃用户请求或跳转到错误页面。秒杀业务根据消息队列中的请求信息,再做后续处理。 这样就可以控制活动人数,避免了短时间内高流量压垮应用。
消息通讯
消息通讯是指,消息队列一般都内置了高效的通信机制,因此也可以用在纯的消息通讯。比如实现点对点消息队列,或者聊天室等。

点对点通讯:


客户端A和客户端B使用同一队列,进行消息通讯。

聊天室通讯:


客户端A,客户端B,客户端N订阅同一主题,进行消息发布和接收。实现类似聊天室效果。

以上实际是消息队列的两种消息模式,点对点或发布订阅模式。模型为示意图,供参考。

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