序
最初認識 ZeroMQ 是被它的名号所吸引，最近在一個高性能中間件的項目中用到了 ZeroMQ，對這個号稱“史上最快的消息隊列”有了更深層次的了解。如果我們僅僅把 ZeroMQ 看作是一個消息隊列，那就完全搞錯了，ZeroMQ 是一套智能傳輸層協定，它不僅為開發者提供了強大的開發包，還包含了一套很棒的通信協定的實作，更值得一提是，它對分布式系統開發有着相當獨到的見解，絕對值得我們好好學習。ZeroMQ 的最終目标是加入 Linux 核心，目前 ZeroMQ 已經出現在 YUM 中，相信 ZeroMQ 的未來會越來越美好！
ZeroMQ 特點介紹
1、支援高并發的異步 Socket 架構
2、協定比 TCP 更快、适用于大型叢集和分布式計算
3、提供多種消息傳遞機制，如 inproc/IPC/TCP/multicast 等
4、内置豐富的組合模式，可用于簡化大型分步式計算架構
5、提供異步 I/O 模式，适用于可擴充的多核應用開發
6、擁有活躍的開發者社群提供技術支援，發展相當迅速
7、支援超過 30 種的程式設計語言，如 C/C++/Java/.NET/Python/PHP 等
8、良好的跨平台性，支援多種 OS，如 Linux/Windows/OS X 等
9、擁有 iMatix 公司的商業級别支援，卻是完全免費的
ZeroMQ 設計哲學
綜合來說，ZeroMQ 的設計哲學在于“權衡”兩字，其實 ZeroMQ 的名字就展現了這一點。“Zero”表示從零開始，也就是從無到有；ZeroMQ 不提供現成的安裝套件（比如broker），這也意味着使用者必須自己來建構需要的套件，這種做法各有利弊；“利”在于使用者可以自由的構造屬于自己的分布式系統，而“弊”則在于門檻比較高，對于不熟悉程式設計的使用者來說就麻煩大了。不過，相比與通過功能疊代來實作複雜需求的方案來說，ZeroMQ 更傾向于從根本上解決問題，這也正展現了 ZeroMQ 創始人 Pieter Hintjens 的設計哲學。
ZeroMQ 面向使用者
ZeroMQ 是為那些對大型分布式系統感興趣的開發者們而生的！假如你熟悉 C 語言，那麼使用 ZeroMQ 将是件非常享受的事情，因為 ZeroMQ 開發包中已經包含了非常豐富的 C 語言的使用範例，有經驗的開發者可以快速入手。使用 ZeroMQ 可以為我們節省下大量的編碼時間，當然在此之前，我們需要把 ZeroMQ 的基礎知識和用法了解透徹，否則誤用或者錯用的話，後果将是“很嚴重”的！接下來，我們開始學習 ZeroMQ 的基礎知識。
ZeroMQ 學前必讀
ZeroMQ 究竟是什麼？也許我們應該先“大肆吹噓”一番，但這顯然是毫無意義的，也不是我們技術人員的本色。簡單來說，ZeroMQ 是一個更小、更快、更簡單的智能傳輸層協定，它可以幫助我們簡化原本非常複雜的事情，實際上，這也就是當初設計 ZeroMQ 時的初衷。
今天，我們的世界變得越來越複雜，我們使用的軟體也在随着人類社會的變化而演變。可以預見到的是，未來的軟體系統将會變得越來越龐大，就像人類的大腦一樣，錯綜複雜；這個時候，我們必須得把問題分解開來，逐個擊破，否則，軟體最終隻能變成可怕的巨獸，把一切都搞砸。分而治之，講的就是這個道理，這也就是我們需要分布式系統的原因。
在分布式系統中，代碼之間需要通信，此時我們就必須使用網絡、協定、線程這些工具來實作；然而，現實情況是，即使我們已經擁有了這些工具，但實作起來仍然非常費功夫。目前業界可用的網絡協定比較有限，比如 TCP/UDP/HTTP/Websocket 等；這些協定要麼太複雜，要麼太笨重，也許我們會抱怨道，難道沒有其他的選擇了嗎？ZeroMQ 是否會是我們期待的答案？下面，讓我們回到兩個最基本的問題上，一是如何實作代碼之間需要通信，二是如何讓通信變得更簡單高效。
ZeroMQ HelloWorld
接下來，我們先從一個最簡單的例子，即 HelloWorld 項目講起。這就是網絡請求中最基本的“請求-響應”模式（Request-Reply），用戶端往服務端發送“Hello”，服務端回應“World”，如圖1-1。
以下是 HelloWorld 項目的服務端代碼（hwserver.c），熟悉 Socket 程式設計的同學應該很容易了解其中的文法，即使用 TCP 協定，監聽 5555 端口，然後不停地接受、列印并傳回資訊，每次處理後停止 1 秒。
// Hello World server
#include <zmq.h>
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <assert.h>
int main (void)
{
// Socket to talk to clients
void *context = zmq_ctx_new ();
void *responder = zmq_socket (context, ZMQ_REP);
int rc = zmq_bind (responder, "tcp://*:5555");
assert (rc == 0);
while (1) {
char buffer [10];
zmq_recv (responder, buffer, 10, 0);
printf ("Received Hello\n");
zmq_send (responder, "World", 5, 0);
sleep (1); // Do some 'work'
}
return 0;
}
以下是 HelloWorld 項目的用戶端代碼（hwclient.c），邏輯也很簡單，向服務端連續發送 10 條消息，接受并列印傳回資訊。
// Hello World client
#include <zmq.h>
#include <string.h>
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
int main (void)
{
printf ("Connecting to hello world server…\n");
void *context = zmq_ctx_new ();
void *requester = zmq_socket (context, ZMQ_REQ);
zmq_connect (requester, "tcp://localhost:5555");
int request_nbr;
for (request_nbr = 0; request_nbr != 10; request_nbr++) {
char buffer [10];
printf ("Sending Hello %d…\n", request_nbr);
zmq_send (requester, "Hello", 5, 0);
zmq_recv (requester, buffer, 10, 0);
printf ("Received World %d\n", request_nbr);
}
zmq_close (requester);
zmq_ctx_destroy (context);
return 0;
}
服務端代碼的運作結果如圖1-2。
用戶端代碼的運作結果如圖1-3。
運作結果很容易了解，這就是一個标準的“請求-響應”模式的例子。從中我們可以看到使用 ZeroMQ 的類庫實作起來還是很簡單的，和基礎 Socket 庫的用法差不多，實作的功能也差不了多少，但是事實是否如此呢？在下一篇《 ZeroMQ 深度探索（二）》中我們将深入讨論這個問題，未完待續...
TIP：建議大家使用 3.2 以上的版本進行開發。以後所有的的例子都是基于 C 語言的。所有的示例代碼可以通過“git clone --depth=1 git://github.com/imatix/zguide.git”擷取。