什么是消息中间件？
消息(Message)是指在应用间传送的数据。消息可以非常简单,比如只包含文本字符串、 JSON等,也可以很复杂,比如内嵌对象。
消息队列中间件(Mssage Queue Middleware,简称为MQ)是指利用高效可靠的消息传递机制进行与平台无关的数据交流,并基于数据通信来进行分布式系统的集成。通过提供消息传递和消息排队模型,它可以在分布式环境下扩展进程间的通信。
消息队列中间件,也可以称为消息队列或者消息中间件。它一般有两种传递模式:点对点 (P2P, Point-to-Point)模式和发布订阅(Pub/sub)模式。点对点模式是基于队列的,消息生产者发送消息到队列,消息消费者从队列中接收消息,队列的存在使得消息的异步传输成为可能。
发布订阅模式定义了如何向一个内容节点发布和订阅消息,这个内容节点称为主题(topic),主题可以认为是消息传递的中介,消息发布者将消息发布到某个主题,而消息订阅者则从主题中订阅消息。主题使得消息的订阅者与消息的发布者互相保持独立,不需要进行接触即可保证消息的传递,发布订阅模式在消息的一对多广播时采用。
目前开源的消息中间件有很多,比较主流的有RabbitMQ. Kafka, ActiveMQ, RocketMQ等。面向消息的中间件(简称为MOM, Message Oriented Middleware)提供了以松散耦合的灵活方式集成应用程序的一种机制。它们提供了基于存储和转发的应用程序之间的异步数据发送,即应用程序彼此不直接通信,而是与作为中介的消息中间件通信。消息中间件提供了有保证的消息发送,应用程序开发人员无须了解远程过程调用(RPC)和网络通信协议的细节。
消息中间件适用于需要可靠的数据传送的分布式环境。采用消息中间件的系统中,不同的对象之间通过传递消息来激活对方的事件,以完成相应的操作。发送者将消息发送给消息服务器,消息服务器将消息存放在若干队列中,在合适的时候再将消息转发给接收者。消息中间伴能在不同平台之间通信,它常被用来屏蔽各种平台及协议之间的特性,实现应用程序之间的t同,其优点在于能够在客户和服务器之间提供同步和异步的连接,并且在任何时刻都可以将,息进行传送或者存储转发,这也是它比远程过程调用更进步的原因。
举例说明,如图1-1所示,应用程序A与应用程序B通过使用消息中间件的应用程序编程接口(API,Application Program Interface)发送消息来进行通信。
图1-1 应用通过消息中间件进行通讯
消息中间件将消息路由给应用程序B,这样消息就可存在于完全不同的计算机上。消息中间件负责处理网络通信,如果网络连接不可用,消息中间件会存储消息,直到连接变得可用,再将消息转发给应用程序B.灵活性的另一方面体现在,当应用程序A发送其消息时,应用程序B甚至可以处于不运行状态,消息中间件将保留这份消息,直到应用程序B开始执行并消费消息,这样还防止了应用程序A因为等待应用程序B消费消息而出现阻塞。这种异步通信方式要求应用程序的设计与现在大多数应用不同。不过对于时间无关或并行处理的场景,它可能是一个极其有用的方法。
消息中间件的作用
消息中间件凭借其独到的特性,在不同的应用场景下可以展现不同的作用。总的来说,消息中间件的作用可以概括如下。
解耦:在项目启动之初来预测将来会碰到什么需求是极其困难的。消息中间件在处理过程中间插入了一个隐含的、基于数据的接口层,两边的处理过程都要实现这一接口,这允许你独立地扩展或修改两边的处理过程,只要确保它们遵守同样的接口约束即可。
冗余(存储):有些情况下,处理数据的过程会失败。消息中间件可以把数据进行持久化直到它们已经被完全处理,通过这一方式规避了数据丢失风险。在把一个消息从消息中间件中期除之前,需要你的处理系统明确地指出该消息已经被处理完成,从而确保你的数据被安全地役存直到你使用完毕。
扩展性:因为消息中间件解耦了应用的处理过程,所以提高消息入队和处理的效率是很容易的,只要另外增加处理过程即可,不需要改变代码,也不需要调节参数。
削峰:在访问量剧增的情况下,应用仍然需要继续发挥作用,但是这样的突发流量并不常见。如果以能处理这类峰值为标准而投入资源,无疑是巨大的浪费。使用消息中间件能够使关键组件支撑突发访问压力,不会因为突发的超负荷请求而完全剧溃。
可恢复性:当系统一部分组件失效时,不会影响到整个系统。消息中间件降低了进程闻的耦合度,所以即使一个处理消息的进程挂掉,加入消息中间件中的消息仍然可以在系统恢复后进行处理。
顺序保证:在大多数使用场景下,数据处理的顺序很重要,大部分消息中间件支持一定程度上的顺序性。
缓冲:在任何重要的系统中,都会存在需要不同处理时间的元素。消息中间件通过一个缓冲层来帮助任务最高效率地执行,写入消息中间件的处理会尽可能快速。该缓冲层有助于控制和优化数据流经过系统的速度。
异步通信:在很多时候应用不想也不需要立即处理消息。消息中间件提供了异步处理机制允许应用把一些消息放入消息中间件中,但并不立即处理它,在之后需要的时候再慢慢处理。
摘自《RabbitMQ实战指南》——朱忠华
