分布式开发之消息队列

Posted 2021-01-09 frank2015

本文围绕如下几点进行阐述:

1. 为什么使用消息队列？
2. 使用消息队列有什么缺点?
3. 消息队列如何选型?
4. 如何保证消息队列是高可用的？
5. 如何保证消息不被重复消费?
6. 如何保证消费的可靠性传输?

 

1. 为什么使用消息队列？

    解耦，异步，限流

 

2. 使用消息队列有什么缺点?

   导致系统可用性降低，若MQ发生故障会影响系统可用性。系统复杂性增加，引入MQ会引入新的关注点，比如需要考虑消息可靠性投递，消息重复消费等问题。

 

3. 消息队列如何选型?

   1. 看MQ更新频率

   2. 看MQ性能

   3. 比较MQ各自特点，比如Kafka适合大数据场景如日志采集

 

4. 如何保证消息队列是高可用的？

 以RcoketMQ为例，他的集群就有多master 模式、多master多slave异步复制模式、多 master多slave同步双写模式。多master多slave模式部署架构图：

Rocket的高可用架构和kafka很像，只是NameServer集群，在kafka中是用zookeeper代替，都是用来保存和发现master和slave用的。通信过程如下:
Producer 与 NameServer集群中的其中一个节点（随机选择）建立长连接，定期从 NameServer 获取 Topic 路由信息，并向提供 Topic 服务的 Broker Master 建立长连接，且定时向 Broker 发送心跳。Producer 只能将消息发送到 Broker master，但是 Consumer 则不一样，它同时和提供 Topic 服务的 Master 和 Slave建立长连接，既可以从 Broker Master 订阅消息，也可以从 Broker Slave 订阅消息。

 

kafka：

如上图所示，一个典型的Kafka集群中包含若干Producer（可以是web前端产生的Page View，或者是服务器日志，系统CPU、Memory等），若干broker（Kafka支持水平扩展，一般broker数量越多，集群吞吐率越高），若干Consumer Group，以及一个Zookeeper集群。Kafka通过Zookeeper管理集群配置，选举leader，以及在Consumer Group发生变化时进行rebalance。Producer使用push模式将消息发布到broker，Consumer使用pull模式从broker订阅并消费消息。

 

5. 如何保证消息不被重复消费?

    其实无论是那种消息队列，造成重复消费原因其实都是类似的。正常情况下，消费者在消费消息时候，消费完毕后，会发送一个确认信息给消息队列，消息队列就知道该消息被消费了，就会将该消息从消息 队列中删除。只是不同的消息队列发送的确认信息形式不同,例如RabbitMQ是发送一个ACK确认消息，RocketMQ是返回一个CONSUME_SUCCESS成功标志，kafka实际上有个offset的概念，简单说一下(如果还不懂，出门找一个kafka入门到精通教程),就是每一个消息都有一个offset，kafka消费过消息后，需要提交offset，让消息队列知道自己已经消费过了。那造成重复消费的原因?，就是因为网络传输等等故障，确认信息没有传送到消息队列，导致消息队列不知道自己已经消费过该消息了，再次将该消息分发给其他的消费者。

1. 利用数据库主键唯一性:全局唯一ID + 指纹码。当唯一ID插入数据库时会因为主键约束而失败，这样就能保障消息不会被重复消费。

2. 利用redis的原子性。但也有需要考虑的问题。如何消息落地。

6.如何保障消费的可靠性传输。

   可靠性传输要从三个角度来分析:生产者弄丢数据、消息队列弄丢数据、消费者弄丢数据

   6.1  生产端的可靠性投递

         保障消息的成功发出，保障MQ节点的成功接收，发送端收到MQ节点确认应答。完善的消息进行补偿机制。

   6.1.1 解决方案

         6.1.1.1  消息落库，对消息状态进行打标。

         6.1.1.2  消息的延迟投递，做二次确认，回调检查。

 

     6.2 MQ消息队列丢数据
          处理消息队列丢数据的情况，一般是开启持久化磁盘的配置。这个持久化配置可以和confirm机制配合使用，你可以在消息持久化磁盘后，再给生产者发送一个Ack信号。这样，如果消息持久化磁盘之前，rabbitMQ阵亡了，那么生产者收不到Ack信号，生产者会自动重发。
　　  那么如何持久化呢，这里顺便说一下吧，其实也很容易，就下面两步
　　  1、将queue的持久化标识durable设置为true,则代表是一个持久的队列
　　  2、发送消息的时候将deliveryMode=2
　　这样设置以后，rabbitMQ就算挂了，重启后也能恢复数据

 

    6.3 消费者丢数据
          消费者丢数据一般是因为采用了自动确认消息模式。这种模式下，消费者会自动确认收到信息。这时RabbitMQ会立即将消息删除，这种情况下如果消费者出现异常而没能处理该消息，就会丢失该消息。
          至于解决方案，采用手动确认消息即可。

 

未完待续