資訊專欄INFORMATION COLUMN
摘要：通過消息中間件來通信的話，系統(tǒng)組件間的耦合度就大大降低。所以，消息中間件的最主要的作用是解耦。消息中間件的核心是消息隊(duì)列。是阿里開源的消息中間件，它是純開發(fā)，具有高吞吐量高可用性適合大規(guī)模分布式系統(tǒng)應(yīng)用的特點(diǎn)。
云計(jì)算服務(wù)商除了提供云主機(jī)、云存儲(chǔ)、云數(shù)據(jù)庫這些最常用的服務(wù)外，通常也會(huì)提供一些軟件服務(wù)，消息中間件就是比較常用的一種基礎(chǔ)軟件。消息中間件對(duì)于分布式系統(tǒng)來說，是一個(gè)非常重要的組成部分，相當(dāng)于系統(tǒng)的基礎(chǔ)設(shè)施，主要解決的是分布式系統(tǒng)不同服務(wù)組件之間的數(shù)據(jù)通信問題。其已成為在業(yè)務(wù)層和IaaS層之間的支撐橋梁，PaaS和中間件及服務(wù)變得越來越受關(guān)注，成為云計(jì)算的關(guān)鍵所在。
消息中間件的作用
一般服務(wù)組件間進(jìn)行通信，都是通過暴露數(shù)據(jù)接口的方式，這種通信方式比較直接，但系統(tǒng)之間的耦合度會(huì)比較高。如果系統(tǒng)的服務(wù)組件很多，互相調(diào)用起來，整個(gè)系統(tǒng)的接口調(diào)用關(guān)系會(huì)很復(fù)雜。通過消息中間件來通信的話，系統(tǒng)組件間的耦合度就大大降低。所以，消息中間件的最主要的作用是解耦。
消息中間件的核心是消息隊(duì)列（MQ： Message Queue）。消息隊(duì)列是大型分布式系統(tǒng)中不可或缺的重要組成部分，主要解決了應(yīng)用解耦，異步處理，流量削峰，消息通訊等問題，支撐實(shí)現(xiàn)分布式系統(tǒng)的高并發(fā)，高和最終一致性。
消息中間件的另外一個(gè)好處是提高了分布式系統(tǒng)的可靠性， 服務(wù)組件通過消息中間件給別的組件發(fā)消息，別的組件即時(shí)當(dāng)前沒空處理，等到空閑時(shí)看到這個(gè)消息，就可以處理了。
消息中間件的工作原理
消息中間件主要有兩種工作模式：
（1） ? 一種是生產(chǎn)者／消費(fèi)者（Producer／Consumer）模式；
（2） ?另一種是發(fā)布／訂閱（Pub／Sub）模式。
生產(chǎn)／消費(fèi)模式中有兩種角色，消息生產(chǎn)者（Producer）負(fù)責(zé)生產(chǎn)消息，并把消息發(fā)送到隊(duì)列中，然后消息消費(fèi)者（Consumer）從隊(duì)列中取出并且消費(fèi)消息。生產(chǎn)／消費(fèi)模式是一種一對(duì)一的消息傳遞方式。
消息被消費(fèi)以后，隊(duì)列中就不再存儲(chǔ)，所以其他消費(fèi)者不可能消費(fèi)到已經(jīng)被消費(fèi)的消息。 換句話說，存在多個(gè)消費(fèi)者的情況下，對(duì)一個(gè)消息而言，只會(huì)有一個(gè)消費(fèi)者可以消費(fèi)它，所以生產(chǎn)／消費(fèi)模式又稱為點(diǎn)對(duì)點(diǎn)（P2P）模式。
P2P的特點(diǎn)：
每個(gè)消息只有一個(gè)消費(fèi)者（Consumer）（即一旦被消費(fèi)，消息就不再在消息隊(duì)列中）；
生產(chǎn)者和消費(fèi)者之間在時(shí)間上沒有依賴性，也就是說當(dāng)生產(chǎn)者發(fā)送出消息之后，不管消費(fèi)者有沒有正在運(yùn)行它不會(huì)影響到消息被發(fā)送到隊(duì)列；
消費(fèi)者在成功接收消息之后需向隊(duì)列應(yīng)答成功；
如果希望發(fā)送的每個(gè)消息都會(huì)被成功處理的話，那么需要P2P模式；
在發(fā)布／訂閱（ Pub／Sub）模式中，包含三個(gè)角色主題（Topic），消息發(fā)布者（Publisher），消息訂閱者（Subscriber） 。消息發(fā)布者（Publisher）將消息發(fā)布到某個(gè)主題（topic），同時(shí)有多個(gè)消息訂閱者（Subscriber）會(huì)接收到該消息。和P2P方式不同，發(fā)布到主題的消息會(huì)被所有該主題的訂閱者接收到，這是一種1對(duì)多的消息傳遞方式。
Pub／Sub的特點(diǎn)：
· ? ? ?每個(gè)消息可以有多個(gè)消費(fèi)者
· ? ? ?發(fā)布者和訂閱者之間有時(shí)間上的依賴性。針對(duì)某個(gè)主題（Topic）的訂閱者，它必須創(chuàng)建一個(gè)訂閱者之后，才能消費(fèi)發(fā)布者的消息。
· ? ? ?為了消費(fèi)消息，訂閱者必須保持運(yùn)行的狀態(tài)。
· ? ? ?如果希望發(fā)送的消息可以不被做任何處理、或者只被一個(gè)消息者處理、或者可以被多個(gè)消費(fèi)者處理的話，那么可以采用Pub／Sub模型。
常用的消息中間件
市場(chǎng)上出現(xiàn)過很多商用消息中間件產(chǎn)品，比如Sun的JMS等，還有很多開源消息引擎，比如ActiveMQ、Kafka等。另外像阿里、騰訊這樣的大公司往往會(huì)開發(fā)自己的消息中間件，比如RocketMQ。下面介紹幾種在生產(chǎn)環(huán)境中使用較多的消息隊(duì)列。
（1）ActiveMQ／ApolloMQ
ActiveMQ是Apache出品的最流行的開源消息總線，同時(shí)也是一個(gè)完全支持JMS1．1和J2EE 1．4規(guī)范的JMS Provider實(shí)現(xiàn)，使用Java語言編寫。作為老牌消息隊(duì)列，可謂歷史悠久，但歷史包袱也比較多。最新架構(gòu)的產(chǎn)品為ApolloMQ。
（2）Kafka
Kafka是LinkedIn開源的分布式發(fā)布－訂閱消息系統(tǒng)，目前歸屬于Apache頂級(jí)項(xiàng)目。Kafka主要特點(diǎn)是基于Pull的模式來處理消息消費(fèi)，追求高吞吐量，設(shè)計(jì)目標(biāo)就是用于日志收集和傳輸。
Kafka生態(tài)完善，其代碼是用Scala語言編寫，并且有很多不同編程語言的接口，尤其適合海量消息傳遞。
（3）RabbitMQ
RabbitMQ是一個(gè)在AMQP基礎(chǔ)上完成的，可復(fù)用的企業(yè)消息系統(tǒng)。他遵循Mozilla Public License開源協(xié)議。由Erlang語言編寫。AMQP協(xié)議更多用在企業(yè)系統(tǒng)內(nèi)，對(duì)數(shù)據(jù)一致性、穩(wěn)定性和可靠性要求很高的場(chǎng)景，對(duì)性能和吞吐量的要求還在其次。
RabbitMQ比Kafka可靠，kafka更適合IO高吞吐的處理，一般應(yīng)用在大數(shù)據(jù)日志處理或?qū)?shí)時(shí)性（少量延遲），可靠性（少量丟數(shù)據(jù)）要求稍低的場(chǎng)景使用，比如ELK日志收集。
（4）RocketMQ
RocketMQ是阿里開源的消息中間件，它是純Java開發(fā)，具有高吞吐量、高可用性、適合大規(guī)模分布式系統(tǒng)應(yīng)用的特點(diǎn)。RocketMQ思路起源于Kafka，但并不是Kafka的一個(gè)Copy，它對(duì)消息的可靠傳輸及事務(wù)性做了優(yōu)化，目前在阿里集團(tuán)被廣泛應(yīng)用于交易、充值、流計(jì)算、消息推送、日志流式處理、binglog分發(fā)等場(chǎng)景。
性能與可靠性，魚與熊掌不可兼得，面對(duì)不同的消息中間件產(chǎn)品如何抉擇，要看各自業(yè)務(wù)場(chǎng)景的需求和定位。
小結(jié)
從中間件的常規(guī)定義來看，其可以包括各種軟件方案，API、應(yīng)用服務(wù)器、數(shù)據(jù)整合、對(duì)象請(qǐng)求代理等等，任何位于內(nèi)核和用戶應(yīng)用之間的軟件都可以理解為中間件。中間件如同IT 基礎(chǔ)架構(gòu)的輸水管，使得數(shù)據(jù)能從一個(gè)應(yīng)用流動(dòng)到另一個(gè)中。
當(dāng)中間件走上云端，大家突然發(fā)現(xiàn)可以不再圍繞SOAP／XML來構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)化的方案，微服務(wù)架構(gòu)帶來了新的思路，企業(yè)用戶能夠使用云中間件將業(yè)務(wù)流程逐步遷移到云集成服務(wù)上，最終實(shí)現(xiàn)靈活擴(kuò)展和降本增效，進(jìn)而推動(dòng)了平臺(tái)現(xiàn)代化標(biāo)準(zhǔn)的構(gòu)建。
啟迪云－高級(jí)測(cè)試工程師 黃冬琪
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