Java岗大厂面试百日冲刺 - 日积月累,每日三题【Day31】—— 消息队列1

2021-12-31 15:40:04 浏览数 (1)

车票

  • 面试题1:说说你对消息队列的理解,消息队列为了解决什么问题?
    • 追问1:消息队列有什么优缺点
  • 面试题2:对于消息中间件,你们是怎么做技术选型的?
  • 面试题3:如何确保消息正确地发送至 RabbitMQ?如何确保消息接收方消费了消息?
    • 追问1:如何保证MQ消息的可靠传输?
  • 每日小结

  本栏目Java开发岗高频面试题主要出自以下各技术栈:Java基础知识集合容器并发编程JVMSpring全家桶MyBatis等ORMapping框架MySQL数据库Redis缓存RabbitMQ消息队列Linux操作技巧等。

  我们面试中常会被问到消息队列相关问题,但一般没有过于深入原理的,因为进了公司后大多时候队列都有专门的中间机组或人专门处理,基本轮不到咱们的~因此面试官主要还是想看你对队列这块儿的理解程度 以及 是否真会玩儿这个,就完了,因此不建议花费大量时间去深入研究原理。。有空多看看JVM和并发不香么。

  个人理解,面试主要考察MQ的点大概包括:你丫之前系统为啥要用消息队列?是咋用的?你会玩儿么,还是用别人玩儿剩下的?为啥选择了这个MQ?常见的问题都知道咋整不?出问题你习惯背锅还是甩锅?。。。

  • 感觉认识到位的同学请点个赞~~

面试题1:说说你对消息队列的理解,消息队列为了解决什么问题?

  我们公司业务系统一开始体量较小,很多组件都是单机版就足够,后来随着用户量逐渐扩大,我们程序也采用了微服务的设计思想,把很多服务进行了拆分,但后来在一些秒杀抢票活动或高频业务中,服务依旧扛不住大量QPS,因此我们引入了消息队列来优化该类问题。

  消息队列应用的场景大致分为三类:解耦、异步、削峰。

解耦

  消息队列类似设计模式中的观察者模式(Observer)发布-订阅模式(Pub-Sub)生产者生成和发送消息到消息队列消费者消息队列中取走消息进行处理,称为消费,使用消息队列将“生产者”和“消费者”之间的操作关联解耦,易于扩展。

  比如系统A为支付系统,一开始用户支付完调用日志记录系统B记录就完了,后来内容越来越多,支付完成要调用加积分系统C、短信通知系统D、优惠券系统E等等…

  这个场景中,A 系统跟其它各种乱七八糟的系统严重耦合,A 系统产生一条支付成功的数据,很多系统接口都需要 A 系统调用把支付成功的数据发送过去。A 系统程序员要时刻考虑这些问题:

  • 其他系统如果挂了该咋办?是不是直接程序抛异常了?
  • 一天到晚加业务,每次都重新部署?领导是不是狗?

  那如果引入 MQ,A 系统产生一条数据,发送到 MQ 里面去,每个子系统加上对消息队列中支付成功消息的订阅,持续监听就可以了,哪个系统需要数据自己去 MQ 里面消费。如果新系统需要数据,直接从 MQ 里消费即可;如果某个系统不需要这条数据了,就取消对 MQ 消息的消费即可。

  这样下来,A系统压根儿不需要去考虑要给谁发送数据,不需要维护这个代码,也不需要考虑人家是否调用成功、失败超时等情况,我只负责把支付成功的信息放到MQ里就行了,至于能否正常加积分、能否正常短信通知,管我鸟事!~~可见,通过一个 MQ,Pub/Sub 发布订阅消息这么一个模型,A 系统就跟其它系统彻底解耦了。

面试官:哦,那我听出来了,你这是喜欢甩锅啊!来,简历还你。

我:额。。不,我开玩笑的,当然不能这样做,这里其实涉及到MQ在分布式事务中数据一致性的问题;听我跟您解释。

数据一致性

  这个其实是分布式服务本身就存在的一个问题,不仅仅是消息队列的问题,但是放在这里说是因为用了消息队列这个问题会更明显。

  就像咱们上面说的,你支付成功的服务自己保证自己的逻辑成功处理了,你成功发了消息,但是短信系统,积分系统等等这么多系统,他们成功还是失败你就不管了?当然不行,这样坑队友的行为,狄大人都帮不了你~

  怎么办?那就把所有的服务都放到一个事务里,所有都成功成功才能算这一次下单是成功的,要成功一起成功,要失败一起失败。

异步

  A 系统接收一个请求,需要在自己本地写库,还需要在 BCD 三个系统写库,自己本地写库要 3ms,BCD 三个系统分别写库要 300ms、400ms、200ms。最终请求总延时是 3 300 400 200 = 903ms,接近 1秒,用户感觉搞个毛线?慢的一批。

  一般互联网类的企业,对于用户直接的操作,一般要求是每个请求都必须在 200 ms 以内完成,对用户几乎是无感知的,如果1秒足以说明该系统不可用,垃圾系统。

  如果这里使用了消息队列,那么 A 系统连续发送 3 条消息到 MQ 队列中,假如耗时 5ms,A 系统从接受一个请求到返回响应给用户,总时长是 3 5 = 8ms,对于用户而言,其实感觉上就是点个按钮,8ms 以后就直接返回了,体验感很好

削峰

  比如我们系统有代售抢票业务,平时每天QPS也就50左右,A 系统风平浪静。结果每次一到春运抢票,每秒并发请求数量突然会暴增到10000以上。但是系统是直接基于 MySQL 的,大量的请求直接打到 MySQL,比如一般MySQL能抗2000条请求,现在每秒10000 条 SQL,可能就直接把 MySQL 给打死了,导致系统崩溃。但是高峰期一过就又没人了,QPS回到50,对整个系统几乎没有任何的压力。

  如果这里使用 MQ,每秒 1w 个请求写入 MQ,A 系统每秒钟最多处理 2000 个请求,因为 MySQL 每秒钟最多处理 2k 个。A 系统从 MQ 中慢慢拉取请求,每秒钟就拉取 2k 个请求,不要超过自己每秒能处理的最大请求数量就 ok了,这样下来,哪怕是高峰期的时候,A 系统也不会挂掉。当然了,用户的响应时间肯定会受影响,毕竟秒杀嘛,只要把前多少条请求处理好,其余的抢票失败就行了。

  另外,MQ 每秒钟 1w 个请求进来,只处理 2k 个请求出去,结果会导致在中午高峰期,可能有几十万甚至几百万的请求积压在 MQ 中

  这个短暂的高峰期积压是 ok 的,因为高峰期过了之后,每秒钟就 50 个请求进 MQ,但是A 系统依然会按照每秒 2k 个请求的速度在处理。所以说,只要高峰期一过,A 系统就会快速将积压的消息给消费掉。

追问1:消息队列有什么优缺点

  • 系统可用性降低

  系统引入的外部依赖越多,越容易挂掉。本来你就是 A 系统调用 BCD 三个系统的接口就好了,人 ABCD 四个系统好好的,没啥问题,你偏加个 MQ 进来,万一 MQ 挂了咋整,MQ 一挂,整套系统崩溃的,你不就完了?如何保证消息队列的高可用?

  • 系统复杂度提高

  硬生生加个 MQ 进来,你怎么保证消息一定被消费?如何避免消息重复投递或重复消费?数据丢失怎么办?怎么保证消息传递的顺序性?

  • 一致性问题

  A 系统处理完了直接返回成功了,人都以为你这个请求就成功了;但是问题是,要是 BCD 三个系统那里,BD 两个系统写库成功了,结果 C 系统写库失败了,咋整?你这数据就不一致了


面试题2:对于消息中间件,你们是怎么做技术选型的?

  目前市面上比较主流的消息队列中间件主要有,Kafka、ActiveMQ、RabbitMQ、RocketMQ 等。

  ActiveMQ和RabbitMQ这两由于吞吐量的原因,只有业务体量一般的公司在用,RabbitMQ由于是erlang语言开发的,我们都不了解,因此扩展和维护成本都很高,查个问题都头疼。

  Kafka和RocketMQ一直在各自擅长的领域发光发亮,两者的吞吐量、可靠性、时效性等都很可观。

我们通过图表看看这几个消息中间机的对比:

  大家其实一下子就能看到差距了,就拿吞吐量来说,早期比较活跃的ActiveMQ 和RabbitMQ基本上不是后两者的对手了,在现在这样大数据的年代吞吐量是真的很重要


面试题3:如何确保消息正确地发送至 RabbitMQ?如何确保消息接收方消费了消息?

发送方确认模式

将信道设置成confirm模式(发送方确认模式),则所有在信道上发布的消息都会被指派一个唯一的ID

  一旦消息被投递到目的队列后,或者消息被写入磁盘后(可持久化的消息),信道会发送一个确认给生产者(包含消息唯一ID)

  如果RabbitMQ发生内部错误从而导致消息丢失,会发送一条Nack(not acknowledged,未确认)消息。

  发送方确认模式是异步的,生产者应用程序在等待确认的同时,可以继续发送消息。当确认消息到达生产者应用程序,生产者应用程序的回调方法就会被触发来处理确认消息。

接收方确认机制

  消费者接收每一条消息后都必须进行确认(消息接收和消息确认是两个不同操作)。只有消费者确认了消息,RabbitMQ才能安全地把消息从队列中删除

  这里并没有用到超时机制,RabbitMQ仅通过Consumer的连接中断来确认是否需要重新发送消息。也就是说,只要连接不中断,RabbitMQ给了Consumer足够长的时间来处理消息。保证数据的最终一致性

追问1:如何保证MQ消息的可靠传输?

  以我们常用的RabbitMQ为例,消息不可靠的情况可能是消息丢失,劫持等原因;

  丢失又分为:生产者丢失消息、消息队列丢失消息、消费者丢失消息;

  生产者丢失消息:从生产者弄丢数据这个角度来看,RabbitMQ提供confirm模式来确保生产者不丢消息;

  confirm模式用的居多:一旦channel进入confirm模式,所有在该信道上发布的消息都将会被指派一个唯一的ID(从1开始),一旦消息被投递到所有匹配的队列之后;RabbitMQ就会发送一个ACK给生产者(包含消息的唯一ID),这就使得生产者知道消息已经正确到达目的队列了;

  如果rabbitMQ没能处理该消息,则会发送一个Nack消息给你,你可以进行重试操作。

  消息队列丢数据:消息持久化。

  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。

  持久化配置和confirm机制配合使用,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

面试官:那你说说如何避免消息重复投递或重复消费?消息是基于什么传输的? 我:今天累了,不想说了,下次吧~ 面试官:??? 我:对了,简历给我来。 面试官:嘶~ 我:怎么,玩不起了?

每日小结

  今天我们复习了面试中常考的消息队列相关的三个问题,你做到心中有数了么?对了,如果你的朋友也在准备面试,请将这个系列扔给他,如果他认真对待,肯定会感谢你的!!好了,今天就到这里,学废了的同学,记得在评论区留言:打卡。,给同学们以激励。

0 人点赞