消息隊列的使用之消息隊列的介紹和應用場景

公司最近有需求,需要對項目進行改造,要求能夠處理高併發的請求,經開會討論,採用rabbitmq消息隊列作為主要解決方案。接下來就是我跟著大家一起開始學習如何使用rabbitmq,以及做一個實例程序來解釋rabbitmq。

首先要解釋下什麼是消息隊列:

消息(Message)是指在應用之間傳送的數據,消息可以非常簡單,比如只包含文本字符串,也可以更復雜,可能包含嵌入對象。

消息隊列(Message Queue)是一種應用間的通信方式,消息發送後可以立即返回,有消息系統來確保信息的可靠專遞,消息發佈者只管把消息發佈到MQ中而不管誰來取,消息使用者只管從MQ中取消息而不管誰發佈的,這樣發佈者和使用者都不用知道對方的存在。

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接下來就是,為什麼要使用消息隊列,其實也就是使用消息隊列的應用場景

異步處理

場景說明:用戶註冊後,需要發註冊郵件和註冊短信。傳統的做法有兩種 1.串行的方式;2.並行方式

(1)串行方式:將註冊信息寫入數據庫

成功後,發送註冊郵件,再發送註冊短信。以上三個任務全部完成後,返回給客戶端

消息隊列的使用之消息隊列的介紹和應用場景

(2)並行方式:將註冊信息寫入數據庫成功後,發送註冊郵件的同時,發送註冊短信。以上三個任務完成後,返回給客戶端。與串行的差別是,並行的方式可以提高處理的時間

消息隊列的使用之消息隊列的介紹和應用場景

假設三個業務節點每個使用50毫秒鐘,不考慮網絡等其他開銷,則串行方式的時間是150毫秒,並行的時間可能是100毫秒。

因為CPU在單位時間內處理的請求數是一定的,假設CPU1秒內吞吐量是100次。則串行方式1秒內CPU可處理的請求量是7次(1000/150)。並行方式處理的請求量是10次(1000/100)

小結:如以上案例描述,傳統的方式系統的性能(併發量,吞吐量,響應時間)會有瓶頸。如何解決這個問題呢?

引入消息隊列,將不是必須的業務邏輯,異步處理。改造後的架構如下:

消息隊列的使用之消息隊列的介紹和應用場景

按照以上約定,用戶的響應時間相當於是註冊信息寫入數據庫的時間,也就是50毫秒。註冊郵件,發送短信寫入消息隊列後,直接返回,因此寫入消息隊列的速度很快,基本可以忽略,因此用戶的響應時間可能是50毫秒。因此架構改變後,系統的吞吐量提高到每秒20 QPS。比串行提高了3倍,比並行提高了兩倍

應用解耦

場景說明:用戶下單後,訂單系統需要通知庫存系統。傳統的做法是,訂單系統調用庫存系統的接口。如下圖

消息隊列的使用之消息隊列的介紹和應用場景

傳統模式的缺點:

  • 假如庫存系統無法訪問,則訂單減庫存將失敗,從而導致訂單失敗
  • 訂單系統與庫存系統耦合

如何解決以上問題呢?引入應用消息隊列後的方案,如下圖:

消息隊列的使用之消息隊列的介紹和應用場景

  • 訂單系統:用戶下單後,訂單系統完成持久化處理,將消息寫入消息隊列,返回用戶訂單下單成功
  • 庫存系統:訂閱下單的消息,採用拉/推的方式,獲取下單信息,庫存系統根據下單信息,進行庫存操作
  • 假如:在下單時庫存系統不能正常使用。也不影響正常下單,因為下單後,訂單系統寫入消息隊列就不再關心其他的後續操作了。實現訂單系統與庫存系統的應用解耦

流量削鋒

流量削鋒也是消息隊列中的常用場景,一般在秒殺或團搶活動中使用廣泛

應用場景:秒殺活動,一般會因為流量過大,導致流量暴增,應用掛掉。為解決這個問題,一般需要在應用前端加入消息隊列。

  • 可以控制活動的人數
  • 可以緩解短時間內高流量壓垮應用
消息隊列的使用之消息隊列的介紹和應用場景

  • 用戶的請求,服務器接收後,首先寫入消息隊列。假如消息隊列長度超過最大數量,則直接拋棄用戶請求或跳轉到錯誤頁面
  • 秒殺業務根據消息隊列中的請求信息,再做後續處理

日誌處理

日誌處理是指將消息隊列用在日誌處理中,比如Kafka的應用,解決大量日誌傳輸的問題。架構簡化如下

消息隊列的使用之消息隊列的介紹和應用場景

  • 日誌採集客戶端,負責日誌數據採集,定時寫受寫入Kafka隊列
  • Kafka消息隊列,負責日誌數據的接收,存儲和轉發
  • 日誌處理應用:訂閱並消費kafka隊列中的日誌數據

以上就是對消息隊列的基本概念和用途的介紹,以及應用場景的介紹。下篇將會開始詳細說其中的一種消息隊列,RabbitMq!


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