中间件

1.什么是消息中间件?

分布式消息中间件负责接收,保存和分发消息,在分布式场景下可扩展进程之间的通信,同时降低多个系统之间的耦合程度。

2.分布式消息中间件的使用场景

1)跨系统数据传递;
2)高并发流量削峰,例如有服务器请求太多,此时可以将请求暂时缓存在消息中间件作为缓冲;
3)数据异步处理,例如用户下了订单之后需要电邮通知其订单成功,此时电邮发送是一个相对耗时的工作,可以从下单的操作中挪出来,放到消息中间件,从而提高响应时间。

一般有两种模式:
1.1)一对一/点对点模式,一般是消费者主动拉取,确认之后就可以删除消息。即使有多个订阅者,一条消息 也只会发给其中一个订阅者。
1.2)一对多模式,一个生产者对应多个消费者,则采用广播模式,确认之后并没有立即删除消息。
分布式开发消息中间件

3.设计分布式消息中间件的思路

五大设计核心包括协议,持久化设计,消息分发设计,高可用设计,高可靠设计。
**1.**协议:因为分布式消息中间件是网络应用,所以是基于TCP协议还是UDP协议以及在此之上如何开发设计自己的协议是一个需要考虑的问题。
协议主要需要考虑三个要素:
1.1 语法,定义数据和控制信息的结构,例如HTTP协议的请求报文和响应报文;
1.2 语义,定义各种控制信息代表了什么操作,以及需要对此控制信息进行什么响应,
例如HTTP协议的客户端发起的请求包括了POST,GET等控制信 息;
1.3 时序,定义事件之间的顺序,例如HTTP协议的要等客户发起请求,服务器才会响应;
消息中间件主要使用的协议包括:AMQP(支持持久化和事务), MQTT(设计简单,传输快,
不支持持久化和事务,适合在低带宽不可靠的网络,物联网,定义了QoS,其中QoS0代表只需要发送,
不保证消息收到,QoS1代表需要收到回复,保证消息被收到,QoS2代表收到回复并且如果收到相同的消息需要去从或者丢弃),
Kafka(支持持久化,不支持事务处理), Open Message(支持持久化和事务),OpenWire。
不使用HTTP协议的原因包括HTTP协议包含的内容太复杂,不适用于消息中间件;而且HTTP协议是短连接。

2 持久化:即消息是否需要保存到磁盘上,可以选择用文件系统或者数据库进行持久化。

3.消息分发:消费者需要从中间件获取消息进行处理,此时有两种可选方式,一种是中间件主动push消息给消费者,另外一种是消费者主动pull中间件的消息。

4.高可用:即在规定的条件和时间内处于可执行规定任务的能力,翻译成人话就是保证服务器不挂,能提供服务。
高可用一般有以下实现方式:
4.1 Master-Slave主从共享数据,即中间件的数据放在单独一个服务器,中间件的逻辑服务器有多个,且共享一个数据服务器;相比数据和逻辑都放在一个服务器,优点是中间件的逻辑服务器的高可用性得到了提升,但是数据服务器挂了就没了;
4.2 Master-Slave主从同步数据,即中间件有多个数据服务器,写入数据只能在主数据服务器进行,其他服务器完全复制主服务器的数据;相比4.1而言,优点是数据服务器的高可用性得到了提升,缺点是因为同步数据,需要大量带宽,且插入数据只能在主数据服务器进行。
4.3 Broker-Cluster多主集群同步,即中间件有多个数据服务器,写入数据可以在任意服务器进行,然后多个服务器之间相互同步数据;相比4.2而言,优点是可以在多个服务器插入数据,缺点还是需要大量带宽。
4.4 Broker-Cluster多主集群转发部署,即中间件有多个数据服务器,写入数据可以在任意服务器进行,然后多个服务器只同步元数据,即部分提示该数据在哪个服务器的数据,不需要同步所有原始数据。相比4.3而言,优点是减少了同步数据量,减少了对带宽的需求。
4.5 Master-Slave & Broker-Cluster混合使用。

5.高可靠:即系统可以无障碍的持续运行,翻译成人话就是能提供正确的服务。
高可靠一般有以下实现方式:
5.1 传输可靠,使用可靠的协议保证信息的正确传达;
5.2 存储可靠,使用持久化的技术保证信息的不丢失。

4.常用的分布式消息中间件有什么差异?

ActiveMQ支持协议多;RabbitMQ和ActiveMQ均支持可靠存储;Kafka适合大数据和大并发,支持动态扩容,支持廉价存储(不需要经过内存存储)且不需要完全可靠的场景,例如日志。
分布式开发消息中间件

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