訊息佇列中介軟體是分散式系統中重要的元件，主要解決應用耦合，非同步訊息，流量削鋒等問題

實現高效能，高可用，可伸縮和最終一致性架構

使用較多的訊息佇列有ActiveMQ，RabbitMQ，ZeroMQ，Kafka，MetaMQ，RocketMQ

二、訊息佇列應用場景

以下介紹訊息佇列在實際應用中常用的使用場景。非同步處理，應用解耦，流量削鋒和訊息通訊四個場景

2.1非同步處理

場景說明：使用者註冊後，需要發註冊郵件和註冊簡訊。傳統的做法有兩種 1.序列的方式；2.並行方式

（1）序列方式：將註冊資訊寫入資料庫成功後，傳送註冊郵件，再發送註冊簡訊。以上三個任務全部完成後，返回給客戶端

（2）並行方式：將註冊資訊寫入資料庫成功後，傳送註冊郵件的同時，傳送註冊簡訊。以上三個任務完成後，返回給客戶端。與序列的差別是，並行的方式可以提高處理的時間

假設三個業務節點每個使用50毫秒鐘，不考慮網路等其他開銷，則序列方式的時間是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。則序列方式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，傳統的方式系統的效能（併發量，吞吐量，響應時間）會有瓶頸。如何解決這個問題呢？

引入訊息佇列，將不是必須的業務邏輯，非同步處理。改造後的架構如下：

按照以上約定，使用者的響應時間相當於是註冊資訊寫入資料庫的時間，也就是50毫秒。註冊郵件，傳送簡訊寫入訊息佇列後，直接返回，因此寫入訊息佇列的速度很快，基本可以忽略，因此使用者的響應時間可能是50毫秒。因此架構改變後，系統的吞吐量提高到每秒20 QPS。比序列提高了3倍，比並行提高了兩倍

2.2應用解耦

場景說明：使用者下單後，訂單系統需要通知庫存系統。傳統的做法是，訂單系統呼叫庫存系統的介面。如下圖

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？引入應用訊息佇列後的方案，如下圖：

• 訂單系統：使用者下單後，訂單系統完成持久化處理，將訊息寫入訊息佇列，返回使用者訂單下單成功

• 庫存系統：訂閱下單的訊息，採用拉/推的方式，獲取下單資訊，庫存系統根據下單資訊，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，訂單系統寫入訊息佇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

2.3流量削鋒

流量削鋒也是訊息佇列中的常用場景，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訊息佇列。

• 可以控制活動的人數

• 可以緩解短時間內高流量壓垮應用

• 使用者的請求，伺服器接收後，首先寫入訊息佇列。假如訊息佇列長度超過最大數量，則直接拋棄使用者請求或跳轉到錯誤頁面

• 秒殺業務根據訊息佇列中的請求資訊，再做後續處理

2.4日誌處理

日誌處理是指將訊息佇列用在日誌處理中，比如Kafka的應用，解決大量日誌傳輸的問題。架構簡化如下

• 日誌採集客戶端，負責日誌資料採集，定時寫受寫入Kafka佇列

• Kafka訊息佇列，負責日誌資料的接收，儲存和轉發

• 日誌處理應用：訂閱並消費kafka佇列中的日誌資料

以下是新浪kafka日誌處理應用案例：轉自（http://cloud.51cto.com/art/201507/484338.htm）

(1)Kafka：接收使用者日誌的訊息佇列

(2)Logstash：做日誌解析，統一成JSON輸出給Elasticsearch

(3)Elasticsearch：實時日誌分析服務的核心技術，一個schemaless，實時的資料儲存服務，通過index組織資料，兼具強大的搜尋和統計功能

(4)Kibana：基於Elasticsearch的資料視覺化元件，超強的資料視覺化能力是眾多公司選擇ELK stack的重要原因

2.5訊息通訊

訊息通訊是指，訊息佇列一般都內建了高效的通訊機制，因此也可以用在純的訊息通訊。比如實現點對點訊息佇列，或者聊天室等

點對點通訊：

客戶端A和客戶端B使用同一佇列，進行訊息通訊。

聊天室通訊：

客戶端A，客戶端B，客戶端N訂閱同一主題，進行訊息釋出和接收。實現類似聊天室效果。

以上實際是訊息佇列的兩種訊息模式，點對點或釋出訂閱模式。模型為示意圖，供參考。

三、訊息中介軟體示例

3.1電商系統

訊息佇列採用高可用，可持久化的訊息中介軟體。比如Active MQ，Rabbit MQ，Rocket Mq。

（1）應用將主幹邏輯處理完成後，寫入訊息佇列。訊息傳送是否成功可以開啟訊息的確認模式。（訊息佇列返回訊息接收成功狀態後，應用再返回，這樣保障訊息的完整性）

（2）擴充套件流程（發簡訊，配送處理）訂閱佇列訊息。採用推或拉的方式獲取訊息並處理。

（3）訊息將應用解耦的同時，帶來了資料一致性問題，可以採用最終一致性方式解決。比如主資料寫入資料庫，擴充套件應用根據訊息佇列，並結合資料庫方式實現基於訊息佇列的後續處理。

3.2日誌收集系統

分為Zookeeper註冊中心，日誌收集客戶端，Kafka叢集和Storm叢集（OtherApp）四部分組成。

• Zookeeper註冊中心，提出負載均衡和地址查詢服務

• 日誌收集客戶端，用於採集應用系統的日誌，並將資料推送到kafka佇列

• Kafka叢集：接收，路由，儲存，轉發等訊息處理

Storm叢集：與OtherApp處於同一級別，採用拉的方式消費佇列中的資料

四、JMS訊息服務

講訊息佇列就不得不提JMS 。JMS（Java Message Service,Java訊息服務）API是一個訊息服務的標準/規範，允許應用程式元件基於JavaEE平臺建立、傳送、接收和讀取訊息。它使分散式通訊耦合度更低，訊息服務更加可靠以及非同步性。

在EJB架構中，有訊息bean可以無縫的與JM訊息服務整合。在J2EE架構模式中，有訊息服務者模式，用於實現訊息與應用直接的解耦。

4.1訊息模型

在JMS標準中，有兩種訊息模型P2P（Point to Point）,Publish/Subscribe(Pub/Sub)。

4.1.1 P2P模式

P2P模式包含三個角色：訊息佇列（Queue），傳送者(Sender)，接收者(Receiver)。每個訊息都被髮送到一個特定的佇列，接收者從佇列中獲取訊息。佇列保留著訊息，直到他們被消費或超時。

P2P的特點

• 每個訊息只有一個消費者（Consumer）(即一旦被消費，訊息就不再在訊息佇列中)

• 傳送者和接收者之間在時間上沒有依賴性，也就是說當傳送者傳送了訊息之後，不管接收者有沒有正在執行，它不會影響到訊息被髮送到佇列

• 接收者在成功接收訊息之後需向佇列應答成功 

如果希望傳送的每個訊息都會被成功處理的話，那麼需要P2P模式。（架構KKQ：466097527，歡迎加入）

4.1.2 Pub/sub模式

包含三個角色主題（Topic），釋出者（Publisher），訂閱者（Subscriber） 多個釋出者將訊息傳送到Topic,系統將這些訊息傳遞給多個訂閱者。

Pub/Sub的特點

• 每個訊息可以有多個消費者

• 釋出者和訂閱者之間有時間上的依賴性。針對某個主題（Topic）的訂閱者，它必須建立一個訂閱者之後，才能消費釋出者的訊息

• 為了消費訊息，訂閱者必須保持執行的狀態

為了緩和這樣嚴格的時間相關性，JMS允許訂閱者建立一個可持久化的訂閱。這樣，即使訂閱者沒有被啟用（執行），它也能接收到釋出者的訊息。

如果希望傳送的訊息可以不被做任何處理、或者只被一個訊息者處理、或者可以被多個消費者處理的話，那麼可以採用Pub/Sub模型。

4.2訊息消費

在JMS中，訊息的產生和消費都是非同步的。對於消費來說，JMS的訊息者可以通過兩種方式來消費訊息。

（1）同步

訂閱者或接收者通過receive方法來接收訊息，receive方法在接收到訊息之前（或超時之前）將一直阻塞；

（2）非同步

訂閱者或接收者可以註冊為一個訊息監聽器。當訊息到達之後，系統自動呼叫監聽器的onMessage方法。

JNDI：Java命名和目錄介面,是一種標準的Java命名系統介面。可以在網路上查詢和訪問服務。通過指定一個資源名稱，該名稱對應於資料庫或命名服務中的一個記錄，同時返回資源連線建立所必須的資訊。

JNDI在JMS中起到查詢和訪問傳送目標或訊息來源的作用。

4.3JMS程式設計模型

(1) ConnectionFactory

建立Connection物件的工廠，針對兩種不同的jms訊息模型，分別有QueueConnectionFactory和TopicConnectionFactory兩種。可以通過JNDI來查詢ConnectionFactory物件。

(2) Destination

Destination的意思是訊息生產者的訊息傳送目標或者說訊息消費者的訊息來源。對於訊息生產者來說，它的Destination是某個佇列（Queue）或某個主題（Topic）;對於訊息消費者來說，它的Destination也是某個佇列或主題（即訊息來源）。

所以，Destination實際上就是兩種型別的物件：Queue、Topic可以通過JNDI來查詢Destination。

(3) Connection

Connection表示在客戶端和JMS系統之間建立的連結（對TCP/IP socket的包裝）。Connection可以產生一個或多個Session。跟ConnectionFactory一樣，Connection也有兩種型別：QueueConnection和TopicConnection。

(4) Session

Session是操作訊息的介面。可以通過session建立生產者、消費者、訊息等。Session提供了事務的功能。當需要使用session傳送/接收多個訊息時，可以將這些傳送/接收動作放到一個事務中。同樣，也分QueueSession和TopicSession。

(5) 訊息的生產者

訊息生產者由Session建立，並用於將訊息傳送到Destination。同樣，訊息生產者分兩種型別：QueueSender和TopicPublisher。可以呼叫訊息生產者的方法（send或publish方法）傳送訊息。

(6) 訊息消費者

訊息消費者由Session建立，用於接收被髮送到Destination的訊息。兩種型別：QueueReceiver和TopicSubscriber。可分別通過session的createReceiver(Queue)或createSubscriber(Topic)來建立。當然，也可以session的creatDurableSubscriber方法來建立持久化的訂閱者。

(7) MessageListener

訊息監聽器。如果註冊了訊息監聽器，一旦訊息到達，將自動呼叫監聽器的onMessage方法。EJB中的MDB（Message-Driven Bean）就是一種MessageListener。

深入學習JMS對掌握JAVA架構，EJB架構有很好的幫助，訊息中介軟體也是大型分散式系統必須的元件。本次分享主要做全域性性介紹，具體的深入需要大家學習，實踐，總結，領會。

五、常用訊息佇列

一般商用的容器，比如WebLogic，JBoss，都支援JMS標準，開發上很方便。但免費的比如Tomcat，Jetty等則需要使用第三方的訊息中介軟體。本部分內容介紹常用的訊息中介軟體（Active MQ,Rabbit MQ，Zero MQ,Kafka）以及他們的特點。

5.1 ActiveMQ

ActiveMQ 是Apache出品，最流行的，能力強勁的開源訊息匯流排。ActiveMQ 是一個完全支援JMS1.1和J2EE 1.4規範的 JMS

ActiveMQ特性如下：

⒈ 多種語言和協議編寫客戶端。語言: Java,C,C++,C#,Ruby,Perl,Python,PHP。應用協議： OpenWire,Stomp REST,WS Notification,XMPP,AMQP

⒉ 完全支援JMS1.1和J2EE 1.4規範 （持久化，XA訊息，事務)

⒊ 對spring的支援，Activ

Provider實現，儘管JMS規範出臺已經是很久的事情了，但是JMS在當今的J2EE應用中間仍然扮演著特殊的地位。