消息队列定义

清疚 2023-06-13 15:24 9阅读 0赞

### 什么是消息队列 ###

消息队列，一般我们会简称它为MQ(Message Queue)，先不管消息(Message)这个词，来看看队列(Queue)。队列是一种**先进先出**的数据结构：

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在Java里边，已经实现了不少的队列了（Java的队列实现类）：

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM2NzYxODMx_size_16_color_FFFFFF_t_70 1][]

消息队列可以简单理解为：**把要传输的数据放在队列中**。

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM2NzYxODMx_size_16_color_FFFFFF_t_70 2][]

科普：

*  把数据放到消息队列叫做**生产者**
 *  从消息队列里边取数据叫做**消费者**

### 为什么要用消息队列 ###

**原因：解耦、异步、削峰/限流**

**1、解耦**

现在我有一个系统A，系统A可以产生一个`userId`

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系统A可以产生一个UserId，然后，现在有系统B和系统C都需要这个`userId`去做相关的操作

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM2NzYxODMx_size_16_color_FFFFFF_t_70 4][]

系统A给系统B和系统C传入userId这个值，写成伪代码可能是这样的：

public class SystemA {
    
        // 系统B和系统C的依赖
        SystemB systemB = new SystemB();
        SystemC systemC = new SystemC();
    
        // 系统A独有的数据userId
        private String userId = "Java3y";
    
        public void doSomething() {
    
            // 系统B和系统C都需要拿着系统A的userId去操作其他的事
            systemB.SystemBNeed2do(userId);
            systemC.SystemCNeed2do(userId);
    
        }
    }

结构图如下：

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ok一切平安无事度过几天。某天系统B的负责人告诉系统A的负责人，现在系统B的`SystemBNeed2do(String userId)`这个接口不再使用了，**让系统A别去调它了**。于是系统A的负责人说"好的，那我就不调用你了。"，于是就**把调用系统B接口的代码给删掉了**：

public void doSomething() {
    
      // 系统A不再调用系统B的接口了
      //systemB.SystemBNeed2do(userId);
      systemC.SystemCNeed2do(userId);
    
    }

又过几天，系统D的负责人接了个需求，也需要用到系统A的userId，于是就跑去跟系统A的负责人说："老哥，我要用到你的userId，你调一下我的接口吧"，于是系统A说："没问题的，这就搞"

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系统A需要调用系统D的接口，然后，系统A的代码如下：

public class SystemA {
    
        // 已经不再需要系统B的依赖了
        // SystemB systemB = new SystemB();
    
        // 系统C和系统D的依赖
        SystemC systemC = new SystemC();
        SystemD systemD = new SystemD();
    
        // 系统A独有的数据
        private String userId = "Java3y";
    
        public void doSomething() {
    
    
            // 已经不再需要系统B的依赖了
            //systemB.SystemBNeed2do(userId);
    
            // 系统C和系统D都需要拿着系统A的userId去操作其他的事
            systemC.SystemCNeed2do(userId);
            systemD.SystemDNeed2do(userId);
    
        }
    }

时间飞逝：

*  又过了几天，系统E的负责人过来了，告诉系统A，需要userId。
 *  又过了几天，系统B的负责人过来了，告诉系统A，还是重新掉那个接口吧。
 *  又过了几天，系统F的负责人过来了，告诉系统A，需要userId。
 *  ……

于是系统A的负责人，每天都被这给骚扰着，改来改去，改来改去…….

还有另外一个问题，调用系统C的时候，如果系统C挂了，系统A还得想办法处理。如果调用系统D时，由于网络延迟，请求超时了，那系统A是反馈`fail`还是重试？最后，系统A的负责人，觉得**隔一段时间就改来改去**，没意思，于是就跑路了。然后公司招来一个大佬，大佬经过几天熟悉，上来就说：**将系统A的userId写到消息队列中，这样系统A就不用经常改动了**。我们来一起看看：

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系统A将userId写到消息队列中，系统C和系统D从消息队列中拿数据。**这样有什么好处**？

*  系统A**只负责**把数据写到队列中，谁想要或不想要这个数据(消息)，**系统A一点都不关心**。
 *  即便现在系统D不想要userId这个数据了，系统B又突然想要userId这个数据了，都跟系统A无关，系统A一点代码都不用改。
 *  系统D拿userId不再经过系统A，而是从消息队列里边拿。**系统D即便挂了或者请求超时，都跟系统A无关，只跟消息队列有关**。

这样一来，系统A与系统B、C、D都**解耦**了。

**2、异步**

系统A还是**直接调用**系统B、C、D

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM2NzYxODMx_size_16_color_FFFFFF_t_70 8][]

代码如下：

public class SystemA {
    
        SystemB systemB = new SystemB();
        SystemC systemC = new SystemC();
        SystemD systemD = new SystemD();
    
        // 系统A独有的数据
        private String userId ;
    
        public void doOrder() {
    
            // 下订单
              userId = this.order();
            // 如果下单成功，则安排其他系统做一些事  
            systemB.SystemBNeed2do(userId);
            systemC.SystemCNeed2do(userId);
            systemD.SystemDNeed2do(userId);
    
        }
    }

**设**系统A运算出userId具体的值需50ms，调用系统B的接口需300ms，调用系统C的接口需300ms，调用系统D的接口需300ms。那这次请求就需`50+300+300+300=950ms`，并且我们得知系统A做的是**主要的业务**，而系统B、C、D是**非主要**的业务。比如系统A处理的是**订单下单**，而系统B是订单下单成功了，那发送一条短信告诉具体的用户此订单已成功，而系统C和系统D也是处理一些小事而已。那么此时，为了**提高用户体验和吞吐量**，其实可以**异步地**调用系统B、C、D的接口。所以，我们可以弄成是这样的：

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此时才用了100ms，系统A执行完了以后，将userId写到消息队列中，然后就直接返回了(至于其他的操作，则异步处理)。

*  本来整个请求需要用950ms(同步)
 *  现在将调用其他系统接口异步化，从请求到返回只需要100ms(异步)

**3、削峰/限流**

现在我们每个月要搞一次大促，大促期间的并发可能会很高的，比如每秒3000个请求。假设我们现在有两台机器处理请求，并且每台机器只能每次处理1000个请求。

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那多出来的1000个请求，可能就把我们**整个系统给搞崩了**…所以，有一种办法，我们可以写到消息队列中：

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM2NzYxODMx_size_16_color_FFFFFF_t_70 11][]

写到消息队列中，系统从消息队列中拿到请求。系统B和系统C**根据自己的能够处理的请求数去消息队列中拿数据**，这样即便有每秒有8000个请求，那只是把请求放在消息队列中，去拿消息队列的消息**由系统自己去控制**，这样就不会把整个系统给搞崩。

### 使用消息队列有什么问题 ###

**问题：高可用、数据丢失、消费者怎么得到消息队列的数据、提高系统复杂性……**

经过上面的场景已经可以发现消息队列能做的事其实还是蛮多的。说到这里先回到文章的开头，"明明JDK已经有不少的队列实现了，我们还需要消息队列中间件呢？"其实很简单，JDK实现的队列种类虽然有很多种，但是都是**简单的内存队列**。为什么我说JDK是简单的内存队列呢？下面我们来看看要实现消息队列(中间件)**可能要考虑什么问题**。

**1、高可用**

无论是使用消息队列来做解耦、异步还是削峰，消息队列**肯定不能是单机**的。试着想一下，如果是单机的消息队列，万一这台机器挂了，那我们整个系统几乎就是不可用了。所以，当我们项目中使用消息队列，都是得`集群/分布式`的。要做`集群/分布式`就必然希望该消息队列能够提供**现成**的支持，而不是自己写代码手动去实现。

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**2、数据丢失问题**

将数据写到消息队列上，系统B和C还没来得及取消息队列的数据就挂掉了。**如果没有做任何的措施，我们的数据就丢了**。

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学过Redis的都知道，Redis可以将数据持久化磁盘上，万一Redis挂了，还能从磁盘从将数据恢复过来。同样地，消息队列中的数据也需要存在别的地方，这样才尽可能减少数据的丢失。

那存在哪呢？

*  磁盘？
 *  数据库？
 *  Redis？
 *  分布式文件系统？

同步存储还是异步存储？

**3、消费者怎么得到消息队列的数据？**

有两种办法：

*  生产者将数据放到消息队列中，消息队列有数据了，**主动叫**消费者去拿(俗称push)
 *  消费者不断去**轮训**消息队列，看看有没有新的数据，如果有就消费(俗称pull)

**4、其他**

在**使用的时候**还得考虑各种的问题：

*  消息重复消费了怎么办啊？
 *  我想保证消息是**绝对**有顺序的怎么做？
 *  ……..

虽然消息队列给我们带来了那么多的好处，但同时我们发现引入消息队列也会**提高系统的复杂性**。市面上现在已经有不少消息队列轮子了，每种消息队列都有自己的特点，**选取哪种MQ还得好好斟酌**。

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