想使用消息队列,先考虑下这些问题!

发布时间:2019-10-26 14:00:01发布者:Mr.Zhang阅读(287)

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消息队列优势

消息队列(Message Queue,简称MQ),其主要用于在复杂的微服务系统中进行消息通信,它的优点可以大致整理成以下几点:

  1. 服务间解耦
  2. 提高服务并发、性能
  3. 突发流量削峰
  4. ...

服务间解耦

微服务系统业务之间相互依赖,各种调用错综复杂,如果不能良好对服务进行解耦那一个服务的可用性、并发都会受到其他服务的影响。

在没有引用MQ的之前服务调用大概是这些步骤:

图上的A服务是直接调用的,这是没啥问题的,但是服务上线后要迭代更新的麻,这个时候要是服务C的开发人员有点代码小洁癖说:我这个C服务接口命名不太好,我需要重新更新下,当A服务的小哥哥还戴着小耳机听着小歌曲,突然就得改代码了~~。

后来负责服务C的那小哥哥也不好意思了,提出大家一起使用MQ吧,于是A、C的调用就变成下面这个样子了:

服务A不直接调用C而是向消息队列中发送消息(生产者),另一边的C取出队列中的消息(消费者)进行处理,这样A、C就完成了解耦。

提高服务并发、性能

举个例子,在没引入MQ之前服务调用多个服务都是同步调用,比如像这样:

服务A要顺序的调用B、C服务来完成业务逻辑如果A->B需要200ms,A->C需要200ms,再加上自身业务逻辑处理可能需要花费500ms,其中有400ms是调用A和B的花费,明明自身100ms就能处理完还白白浪费400ms,不能忍啊于是可以引入MQ做一下改造:

这下有了MQ,A服务只需要发一条消息比如花费50ms,再加上自身业务逻辑的100ms,那整个调用过程只需要花费150ms了,这样对并发和性能都有一定的改善。

突发流量削峰

突发流量就是互联网很常见的情况,有时候有热点、突发事件,那平常QPS为100的接口,突然提升10-20倍这个时候没有MQ所有流量直接进入服务,这对服务和数据库都是很大的挑战:

再次引入MQ就情况就不一样了,服务A先将请求丢给MQ,然后可以慢慢消费掉:

消息队列带来的一些问题

使用MQ还有很多好处,但是他也会带一些麻烦事。首先就是会降低系统的可用性,比如MQ挂了怎么办呢?所以在引入MQ之前就需要考虑之后带来的哪些问题,不能只看它的好处也需要考虑它不好的地方。比如下面列出的这些问题要如果解决:

  1. 如何保证消息队列的高可用?
  2. 如何保证消息不被重复消费?
  3. 如何保证消息不丢失?
  4. 如何保证消息的消费顺序?

下面我们来分析下这些问题。

如何保证消息队列的高可用?

如果是单机消息队列,一台机器挂了消息队列都就不用了,这是不能接受的,如果是一个消息队列群集,一台机器挂了还有其他机器能正常提供服务,所以要保证消息队列的高可用,我们就需要做消息队列集群。

以RabbitMQ为例它有两种集群模式:

  1. 普通模式
  2. 镜像模式

普通模式

普通模式,RabbitMQ会同步各个节点的数据/状态,但不包括消息队列,默认情况下,消息队列驻留在一个节点上,尽管它们在所有节点上都是可见且可访问的。

在这种模式下,每个节点都有会所有节点的元数据信息,所以当发送消息到队列时,无论连接的是哪一个节点都能正确的发送,但是节点只会同步其他节点的元数据,消息队列的数据还是在一个节点上,如果这个节点挂了那就意味着发消息就会失败,无法保证消息队列的高可用。

镜像模式

默认情况下,RabbitMQ中Queue与Binding、Exchange不一样,它只会存于声明队列的节点中,但是可以选择使Queue跨多个节点进行镜像。

每一个镜像队列由一个Master和一个或多个镜像组成,任何队列的的操作,都会先应用到Master节点上然后传播到多个镜像节点。如果Master节点挂了,最老的镜像节点将会成为新的Master节点。

总结

RabbitMQ有两种集群方法:普通模式镜像模式,要实现消息队列的高可用可以选一种合适的集群方式来达到,关于RabbitMQ的集群搭建方式,由于篇幅有限这里就不多说,可自行查看 Distributed RabbitMQ文章。

如何保证消息不被重复消费?

想象下消费者收到重复的消息会发生什么情况,比如订单支付消息,如果支付服务收到两条重复的消息让用户去支付两次,那用户肯定是不愿意的,明明已经支付过了还要支付。

如上图中第四步消费消息B的时候失败了,如果支付服务在做完业务之后,发送ACK之前服务挂了,MQ没有收到ACK,由于消息还存在队列中,服务恢复正常后会再次收到消息,如果支付不做检查那用户就会发生两次支付。

要避免这个重复消费的问题,可以在消费端引入内存、Redis、数据库来保存消息消费记录,根据消息Id来判断消息是否已经被消费过。

如何保证消息不丢失?

假设有订单服务和支付服务,正常流程是用户下单成功,然后向支付服务发送支付消息,这里面就涉及订单服务、支付服务、MQ的交互了,消息丢失可以分为三种情况:

  1. 生产者消息丢失
  2. MQ消息丢失
  3. 消费者消息丢失

生产者消息丢失

生产者消息丢失,可以使用本地消息表解决、消息确认/重发等方式来解决。以RabbitMQ为例,它有confirm机制,发出去的消息是否入队列,会使用回调的形式告知生产者,生产者收到消息后判断是Ack还是Nak,如果是Nak则重发消息。

此时还会有问题,如果极端情况下订单服务挂了,再次重启后消息就真丢失了,所以最好还是在生产中对消息做持久化,待订单服务恢复后使用Job重新发送消息。

MQ消息丢失

MQ消息丢失一般为未开启持久化,MQ挂了再次重启后消息丢失,所以应当将消息持久化到磁盘中。如果MQ收到消息后在同步到磁盘之前MQ挂了,那磁盘中也没有消息,这样还是会导致消息丢失消息,不过这只是小概率事件。

消费者消息丢失

消费者消息丢失,大都为开启了autoAck选项,消费者收到消息后还未完成处理,此时服务挂了,由于开启了autoAck, MQ会以为此消息已经被成功消费,将消息从队列中移除,而服务恢复过后也不会收到原来的消息了。

如果保证消息的消费顺序?

有些场景下要保持消息的顺序消费怎么办?比如写Log都是一条条打印出来,如果发到消息队列后出现消费顺序不一致那消息的那日志就会乱掉,给看日志的人带来不必要的麻烦。比如为了加快日志的处理速度使用三个消费都处理日志:

按图上的流程,消费者A、B、C可能分别消费日志1、2、3,这时候就无法保证消息的处理顺序。要保证消息的消费顺序,首先让消息都发送到同一个队列,然后使用一个消费者去处理消息:

这样消息的处理速度就大大降低,要保持消息的顺序,则又想让消息的处理速度不至于太慢,可以引用本地队列:





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