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面试官问你什么是消息队列?把这篇甩给他!
开发 后端
消息队列不知道大家看到这个词的时候,会不会觉得它是一个比较高端的技术,反正我是觉得它好像是挺牛逼的。

面试官问你什么是消息队列?把这篇甩给他!

一、什么是消息队列?

消息队列不知道大家看到这个词的时候,会不会觉得它是一个比较高端的技术,反正我是觉得它好像是挺牛逼的。

消息队列,一般我们会简称它为MQ(Message Queue),嗯,就是很直白的简写。

我们先不管消息(Message)这个词,来看看队列(Queue)。这一看,队列大家应该都熟悉吧。

队列是一种先进先出的数据结构。

在Java里边,已经实现了不少的队列了:

那为什么还需要消息队列(MQ)这种中间件呢???

  •  到这里,大家可以先猜猜为什么要用消息队列(MQ)这种中间件,下面会继续补充。

消息队列可以简单理解为:把要传输的数据放在队列中。

图片来源:https://www.cloudamqp.com/blog/2014-12-03-what-is-message-queuing.html

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

二、为什么要用消息队列?

为什么要用消息队列,也就是在问:用了消息队列有什么好处。我们看看以下的场景

2.1 解耦

现在我有一个系统A,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

写成伪代码可能是这样的: 

  1. public class SystemA {  
  2.     // 系统B和系统C的依赖  
  3.     SystemB systemB = new SystemB();  
  4.     SystemC systemC = new SystemC();  
  5.     // 系统A独有的数据userId  
  6.     private String userId = "Java3y" 
  7.     public void doSomething() {  
  8.         // 系统B和系统C都需要拿着系统A的userId去操作其他的事  
  9.         systemB.SystemBNeed2do(userId);  
  10.         systemC.SystemCNeed2do(userId);  
  11.     }  

结构图如下:

ok,一切平安无事度过了几个天。

某一天,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: 

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

又过了几天,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"

然后,系统A的代码如下: 

  1. public class SystemA {  
  2.     // 已经不再需要系统B的依赖了  
  3.     // SystemB systemB = new SystemB();  
  4.     // 系统C和系统D的依赖  
  5.     SystemC systemC = new SystemC();  
  6.     SystemD systemD = new SystemD();  
  7.     // 系统A独有的数据  
  8.     private String userId = "Java3y" 
  9.     public void doSomething() {  
  10.         // 已经不再需要系统B的依赖了  
  11.         //systemB.SystemBNeed2do(userId);  
  12.         // 系统C和系统D都需要拿着系统A的userId去操作其他的事  
  13.         systemC.SystemCNeed2do(userId);  
  14.         systemD.SystemDNeed2do(userId);  
  15.     }  

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??

***,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。为什么呢?下面我们来一起看看:

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。

2.2 异步

我们再来看看下面这种情况:系统A还是直接调用系统B、C、D

代码如下: 

  1. public class SystemA {  
  2.     SystemB systemB = new SystemB();  
  3.     SystemC systemC = new SystemC();  
  4.     SystemD systemD = new SystemD();  
  5.     // 系统A独有的数据  
  6.     private String userId ;  
  7.     public void doOrder() {  
  8.         // 下订单  
  9.           userId = this.order();  
  10.         // 如果下单成功,则安排其他系统做一些事    
  11.         systemB.SystemBNeed2do(userId);  
  12.         systemC.SystemCNeed2do(userId);  
  13.         systemD.SystemDNeed2do(userId);  
  14.     }  

假设系统A运算出userId具体的值需要50ms,调用系统B的接口需要300ms,调用系统C的接口需要300ms,调用系统D的接口需要300ms。那么这次请求就需要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:

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)

(例子可能举得不太好,但我觉得说明到点子上就行了,见谅。)

2.3削峰/限流

我们再来一个场景,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。

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:

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。

三、使用消息队列有什么问题?

经过我们上面的场景,我们已经可以发现,消息队列能做的事其实还是蛮多的。

说到这里,我们先回到文章的开头,"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。

3.1高可用

无论是我们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。

3.2 数据丢失问题

我们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。

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?

3.3消费者怎么得到消息队列的数据?

消费者怎么从消息队列里边得到数据?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)

3.4其他

除了这些,我们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。

***

本文主要讲解了什么是消息队列,消息队列可以为我们带来什么好处,以及一个消息队列可能会涉及到哪些问题。希望给大家带来一定的帮助。

 

 

责任编辑:庞桂玉 来源: Java编程
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