消息隊列中間件是分布式系統中重要的元件，主要解決應用耦合，異步消息，流量削鋒等問題
實作高性能，高可用，可伸縮和最終一緻性架構
使用較多的消息隊列有ActiveMQ，RabbitMQ，ZeroMQ，Kafka，MetaMQ，RocketMQ
二、消息隊列應用場景
以下介紹消息隊列在實際應用中常用的使用場景。異步處理，應用解耦，流量削鋒和消息通訊四個場景
2.1異步處理
場景說明：使用者注冊後，需要發注冊郵件和注冊短信。傳統的做法有兩種 1.串行的方式；2.并行方式
（1）串行方式：将注冊資訊寫入資料庫成功後，發送注冊郵件，再發送注冊短信。以上三個任務全部完成後，傳回給用戶端
（2）并行方式：将注冊資訊寫入資料庫成功後，發送注冊郵件的同時，發送注冊短信。以上三個任務完成後，傳回給用戶端。與串行的差别是，并行的方式可以提高處理的時間
假設三個業務節點每個使用50毫秒鐘，不考慮網絡等其他開銷，則串行方式的時間是150毫秒，并行的時間可能是100毫秒。
因為CPU在機關時間内處理的請求數是一定的，假設CPU1秒内吞吐量是100次。則串行方式1秒内CPU可處理的請求量是7次（1000/150）。并行方式處理的請求量是10次（1000/100）
小結：如以上案例描述，傳統的方式系統的性能（并發量，吞吐量，響應時間）會有瓶頸。如何解決這個問題呢？
引入消息隊列，将不是必須的業務邏輯，異步處理。改造後的架構如下：
按照以上約定，使用者的響應時間相當于是注冊資訊寫入資料庫的時間，也就是50毫秒。注冊郵件，發送短信寫入消息隊列後，直接傳回，是以寫入消息隊列的速度很快，基本可以忽略，是以使用者的響應時間可能是50毫秒。是以架構改變後，系統的吞吐量提高到每秒20 QPS。比串行提高了3倍，比并行提高了兩倍
2.2應用解耦
場景說明：使用者下單後，訂單系統需要通知庫存系統。傳統的做法是，訂單系統調用庫存系統的接口。如下圖
傳統模式的缺點：
- 假如庫存系統無法通路，則訂單減庫存将失敗，進而導緻訂單失敗
- 訂單系統與庫存系統耦合
如何解決以上問題呢？引入應用消息隊列後的方案，如下圖：
- 訂單系統：使用者下單後，訂單系統完成持久化處理，将消息寫入消息隊列，傳回使用者訂單下單成功
- 庫存系統：訂閱下單的消息，采用拉/推的方式，擷取下單資訊，庫存系統根據下單資訊，進行庫存操作
- 假如：在下單時庫存系統不能正常使用。也不影響正常下單，因為下單後，訂單系統寫入消息隊列就不再關心其他的後續操作了。實作訂單系統與庫存系統的應用解耦
2.3流量削鋒
流量削鋒也是消息隊列中的常用場景，一般在秒殺或團搶活動中使用廣泛
應用場景：秒殺活動，一般會因為流量過大，導緻流量暴增，應用挂掉。為解決這個問題，一般需要在應用前端加入消息隊列。
- 可以控制活動的人數
- 可以緩解短時間内高流量壓垮應用
- 使用者的請求，伺服器接收後，首先寫入消息隊列。假如消息隊列長度超過最大數量，則直接抛棄使用者請求或跳轉到錯誤頁面
- 秒殺業務根據消息隊列中的請求資訊，再做後續處理
2.4日志處理
日志處理是指将消息隊列用在日志進行中，比如Kafka的應用，解決大量日志傳輸的問題。架構簡化如下
- 日志采集用戶端，負責日志資料采集，定時寫受寫入Kafka隊列
- Kafka消息隊列，負責日志資料的接收，存儲和轉發
- 日志處理應用：訂閱并消費kafka隊列中的日志資料
以下是新浪kafka日志處理應用案例：
(1)Kafka：接收使用者日志的消息隊列
(2)Logstash：做日志解析，統一成JSON輸出給Elasticsearch
(3)Elasticsearch：實時日志分析服務的核心技術，一個schemaless，實時的資料存儲服務，通過index組織資料，兼具強大的搜尋和統計功能
(4)Kibana：基于Elasticsearch的資料可視化元件，超強的資料可視化能力是衆多公司選擇ELK stack的重要原因
2.5消息通訊
消息通訊是指，消息隊列一般都内置了高效的通信機制，是以也可以用在純的消息通訊。比如實作點對點消息隊列，或者聊天室等
點對點通訊：
用戶端A和用戶端B使用同一隊列，進行消息通訊。
聊天室通訊：
用戶端A，用戶端B，用戶端N訂閱同一主題，進行消息釋出和接收。實作類似聊天室效果。
以上實際是消息隊列的兩種消息模式，點對點或釋出訂閱模式。模型為示意圖，供參考。
三、消息中間件示例
3.1電商系統
消息隊列采用高可用，可持久化的消息中間件。比如Active MQ，Rabbit MQ，Rocket MQ。
（1）應用将主幹邏輯處理完成後，寫入消息隊列。消息發送是否成功可以開啟消息的确認模式。（消息隊列傳回消息接收成功狀态後，應用再傳回，這樣保障消息的完整性）
（2）擴充流程（發短信，配送處理）訂閱隊列消息。采用推或拉的方式擷取消息并處理。
（3）消息将應用解耦的同時，帶來了資料一緻性問題，可以采用最終一緻性方式解決。比如主資料寫入資料庫，擴充應用根據消息隊列，并結合資料庫方式實作基于消息隊列的後續處理。
3.2日志收集系統
分為Zookeeper注冊中心，日志收集用戶端，Kafka叢集和Storm叢集（OtherApp）四部分組成。
- Zookeeper注冊中心，提出負載均衡和位址查找服務
- 日志收集用戶端，用于采集應用系統的日志，并将資料推送到kafka隊列
- Kafka叢集：接收，路由，存儲，轉發等消息處理
Storm叢集：與OtherApp處于同一級别，采用拉的方式消費隊列中的資料
四、JMS消息服務
講消息隊列就不得不提JMS 。JMS（Java Message Service,Java消息服務）API是一個消息服務的标準/規範，允許應用程式元件基于JavaEE平台建立、發送、接收和讀取消息。它使分布式通信耦合度更低，消息服務更加可靠以及異步性。
在EJB架構中，有消息bean可以無縫的與JM消息服務內建。在J2EE架構模式中，有消息服務者模式，用于實作消息與應用直接的解耦。
4.1消息模型
在JMS标準中，有兩種消息模型P2P（Point to Point）,Publish/Subscribe(Pub/Sub)。
4.1.1 P2P模式
P2P模式包含三個角色：消息隊列（Queue），發送者(Sender)，接收者(Receiver)。每個消息都被發送到一個特定的隊列，接收者從隊列中擷取消息。隊列保留着消息，直到他們被消費或逾時。
P2P的特點
- 每個消息隻有一個消費者（Consumer）(即一旦被消費，消息就不再在消息隊列中)
- 發送者和接收者之間在時間上沒有依賴性，也就是說當發送者發送了消息之後，不管接收者有沒有正在運作，它不會影響到消息被發送到隊列
- 接收者在成功接收消息之後需向隊列應答成功
如果希望發送的每個消息都會被成功處理的話，那麼需要P2P模式。
4.1.2 Pub/sub模式
包含三個角色主題（Topic），釋出者（Publisher），訂閱者（Subscriber） 多個釋出者将消息發送到Topic,系統将這些消息傳遞給多個訂閱者。
Pub/Sub的特點
- 每個消息可以有多個消費者
- 釋出者和訂閱者之間有時間上的依賴性。針對某個主題（Topic）的訂閱者，它必須建立一個訂閱者之後，才能消費釋出者的消息
- 為了消費消息，訂閱者必須保持運作的狀态
為了緩和這樣嚴格的時間相關性，JMS允許訂閱者建立一個可持久化的訂閱。這樣，即使訂閱者沒有被激活（運作），它也能接收到釋出者的消息。
如果希望發送的消息可以不被做任何處理、或者隻被一個消息者處理、或者可以被多個消費者處理的話，那麼可以采用Pub/Sub模型。
4.2消息消費
在JMS中，消息的産生和消費都是異步的。對于消費來說，JMS的消息者可以通過兩種方式來消費消息。
（1）同步
訂閱者或接收者通過receive方法來接收消息，receive方法在接收到消息之前（或逾時之前）将一直阻塞；
（2）異步
訂閱者或接收者可以注冊為一個消息監聽器。當消息到達之後，系統自動調用監聽器的onMessage方法。
JNDI：Java命名和目錄接口,是一種标準的Java命名系統接口。可以在網絡上查找和通路服務。通過指定一個資源名稱，該名稱對應于資料庫或命名服務中的一個記錄，同時傳回資源連接配接建立所必須的資訊。
JNDI在JMS中起到查找和通路發送目标或消息來源的作用。
4.3JMS程式設計模型
(1) ConnectionFactory
建立Connection對象的工廠，針對兩種不同的jms消息模型，分别有QueueConnectionFactory和TopicConnectionFactory兩種。可以通過JNDI來查找ConnectionFactory對象。
(2) Destination
Destination的意思是消息生産者的消息發送目标或者說消息消費者的消息來源。對于消息生産者來說，它的Destination是某個隊列（Queue）或某個主題（Topic）;對于消息消費者來說，它的Destination也是某個隊列或主題（即消息來源）。
是以，Destination實際上就是兩種類型的對象：Queue、Topic可以通過JNDI來查找Destination。
(3) Connection
Connection表示在用戶端和JMS系統之間建立的連結（對TCP/IP socket的包裝）。Connection可以産生一個或多個Session。跟ConnectionFactory一樣，Connection也有兩種類型：QueueConnection和TopicConnection。
(4) Session
Session是操作消息的接口。可以通過session建立生産者、消費者、消息等。Session提供了事務的功能。當需要使用session發送/接收多個消息時，可以将這些發送/接收動作放到一個事務中。同樣，也分QueueSession和TopicSession。
(5) 消息的生産者
消息生産者由Session建立，并用于将消息發送到Destination。同樣，消息生産者分兩種類型：QueueSender和TopicPublisher。可以調用消息生産者的方法（send或publish方法）發送消息。
(6) 消息消費者
消息消費者由Session建立，用于接收被發送到Destination的消息。兩種類型：QueueReceiver和TopicSubscriber。可分别通過session的createReceiver(Queue)或createSubscriber(Topic)來建立。當然，也可以session的creatDurableSubscriber方法來建立持久化的訂閱者。
(7) MessageListener
消息監聽器。如果注冊了消息監聽器，一旦消息到達，将自動調用監聽器的onMessage方法。EJB中的MDB（Message-Driven Bean）就是一種MessageListener。
作者： lost blog