消息隊列概述(見第一篇:大型網(wǎng)站架構(gòu)系列:分布式消息隊列(一))
消息隊列應(yīng)用場景(見第一篇:大型網(wǎng)站架構(gòu)系列:分布式消息隊列(一))
消息中間件示例(見第一篇:大型網(wǎng)站架構(gòu)系列:分布式消息隊列(一))
JMS消息服務(wù)
常用消息隊列
參考(推薦)資料
本次分享總結(jié)
講消息隊列就不得不提JMS 。
JMS(JAVA Message Service,java消息服務(wù))API是一個消息服務(wù)的標(biāo)準(zhǔn)/規(guī)范,允許應(yīng)用程序組件基于JavaEE平臺創(chuàng)建、發(fā)送、接收和讀取消息。它使分布式通信耦合度更低,消息服務(wù)更加可靠以及異步性。
在EJB架構(gòu)中,有消息bean可以無縫的與JM消息服務(wù)集成。在J2EE架構(gòu)模式中,有消息服務(wù)者模式,用于實現(xiàn)消息與應(yīng)用直接的解耦。
在JMS標(biāo)準(zhǔn)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(fā)送者(Sender
)
接收者(Receiver
)
每個消息都被發(fā)送到一個特定的隊列,接收者從隊列中獲取消息。隊列保留著消息,直到他們被消費或超時。
P2P的特點:
每個消息只有一個消費者(Consumer
)(即一旦被消費,消息就不再在消息隊列中)
發(fā)送者和接收者之間在時間上沒有依賴性,也就是說當(dāng)發(fā)送者發(fā)送了消息之后,不管接收者有沒有正在運行,它不會影響到消息被發(fā)送到隊列
接收者在成功接收消息之后需向隊列應(yīng)答成功
如果希望發(fā)送的每個消息都會被成功處理的話,那么需要P2P模式。
4.1.2 Pub/sub模式
包含三個角色:
主題(Topic
)
發(fā)布者(Publisher
)
訂閱者(Subscriber
)
多個發(fā)布者將消息發(fā)送到Topic
,系統(tǒng)將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
發(fā)布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,它必須創(chuàng)建一個訂閱者之后,才能消費發(fā)布者的消息。
為了消費消息,訂閱者必須保持運行的狀態(tài)。
為了緩和這樣嚴(yán)格的時間相關(guān)性,JMS
允許訂閱者創(chuàng)建一個可持久化的訂閱。這樣,即使訂閱者沒有被激活(運行),它也能接收到發(fā)布者的消息。
如果希望發(fā)送的消息可以不被做任何處理、或者只被一個消息者處理、或者可以被多個消費者處理的話,那么可以采用Pub/Sub
模型。
在JMS
中,消息的產(chǎn)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(或超時之前)將一直阻塞;
(2)異步
訂閱者或接收者可以注冊為一個消息監(jiān)聽器。當(dāng)消息到達(dá)之后,系統(tǒng)自動調(diào)用監(jiān)聽器的onMessage
方法。
JNDI
:Java
命名和目錄接口,是一種標(biāo)準(zhǔn)的Java命名系統(tǒng)接口。可以在網(wǎng)絡(luò)上查找和訪問服務(wù)。通過指定一個資源名稱,該名稱對應(yīng)于數(shù)據(jù)庫或命名服務(wù)中的一個記錄,同時返回資源連接建立所必須的信息。
JNDI
在JMS
中起到查找和訪問發(fā)送目標(biāo)或消息來源的作用。
(1) ConnectionFactory
創(chuàng)建Connection
對象的工廠,針對兩種不同的jms
消息模型,分別有QueueConnectionFactory
和TopicConnectionFactory
兩種??梢酝ㄟ^JNDI
來查找ConnectionFactory
對象。
(2) DestinationDestination
的意思是消息生產(chǎn)者的消息發(fā)送目標(biāo)或者說消息消費者的消息來源。對于消息生產(chǎn)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)。
所以,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) ConnectionConnection
表示在客戶端和JMS系統(tǒng)之間建立的鏈接(對TCP/IP socket
的包裝)。Connection
可以產(chǎn)生一個或多個Session
。跟ConnectionFactory
一樣,Connection
也有兩種類型:QueueConnection
和TopicConnection
。
(4) SessionSession
是操作消息的接口??梢酝ㄟ^session
創(chuàng)建生產(chǎn)者、消費者、消息等。Session
提供了事務(wù)的功能。當(dāng)需要使用session
發(fā)送/接收多個消息時,可以將這些發(fā)送/接收動作放到一個事務(wù)中。同樣,也分QueueSession
和TopicSession
。
(5) 消息的生產(chǎn)者
消息生產(chǎn)者由Session
創(chuàng)建,并用于將消息發(fā)送到Destination
。同樣,消息生產(chǎn)者分兩種類型:QueueSender
和TopicPublisher
??梢哉{(diào)用消息生產(chǎn)者的方法(send
或publish
方法)發(fā)送消息。
(6) 消息消費者
消息消費者由Session
創(chuàng)建,用于接收被發(fā)送到Destination
的消息。兩種類型:QueueReceiver
和TopicSubscriber
??煞謩e通過session
的createReceiver
(Queue
)或createSubscriber
(Topic
)來創(chuàng)建。當(dāng)然,也可以session
的creatDurableSubscriber
方法來創(chuàng)建持久化的訂閱者。
(7) MessageListener
消息監(jiān)聽器。如果注冊了消息監(jiān)聽器,一旦消息到達(dá),將自動調(diào)用監(jiān)聽器的onMessage
方法。EJB中的MDB(Message-Driven Bean
)就是一種MessageListener
。
深入學(xué)習(xí)JMS
對掌握JAVA
架構(gòu),EJB
架構(gòu)有很好的幫助,消息中間件也是大型分布式系統(tǒng)必須的組件。本次分享主要做全局性介紹,具體的深入需要大家學(xué)習(xí),實踐,總結(jié),領(lǐng)會。
一般商用的容器,比如WebLogic
,JBoss
,都支持JMS
標(biāo)準(zhǔn),開發(fā)上很方便。但免費的比如Tomcat
,Jetty
等則需要使用第三方的消息中間件。
本部分內(nèi)容介紹常用的消息中間件(Active MQ
,Rabbit MQ
,Zero MQ
,Kafka
)以及他們的特點。
ActiveMQ
是Apache
出品,最流行的,能力強(qiáng)勁的開源消息總線。ActiveMQ
是一個完全支持JMS1.1
和J2EE 1.4
規(guī)范的 JMS
Provider
實現(xiàn),盡管JMS
規(guī)范出臺已經(jīng)是很久的事情了,但是JMS
在當(dāng)今的J2EE
應(yīng)用中間仍然扮演著特殊的地位。
ActiveMQ特性如下:
多種語言和協(xié)議編寫客戶端。語言: Java
,C
,C++
,C#
,Ruby
,Perl
,Python
,PHP
。應(yīng)用協(xié)議: OpenWire
,Stomp REST
,WS Notification
,XMPP
,AMQP
完全支持JMS1.1
和J2EE 1.4
規(guī)范 (持久化,XA消息,事務(wù))
對Spring
的支持,ActiveMQ
可以很容易內(nèi)嵌到使用Spring
的系統(tǒng)里面去,而且也支持Spring2.0
的特性
通過了常見J2EE服務(wù)器(如 Geronimo
,JBoss 4
,GlassFish
,WebLogic
)的測試,其中通過JCA 1.5 resource adaptors
的配置,可以讓ActiveMQ
可以自動的部署到任何兼容J2EE 1.4
商業(yè)服務(wù)器上
支持多種傳送協(xié)議:in-VM
,TCP
,SSL
,NIO
,UDP
,JGroups
,JXTA
支持通過JDBC
和journal
提供高速的消息持久化
從設(shè)計上保證了高性能的集群,客戶端-服務(wù)器,點對點
支持Ajax
支持與Axis
的整合
可以很容易得調(diào)用內(nèi)嵌JMS provider
,進(jìn)行測試
RabbitMQ
是流行的開源消息隊列系統(tǒng),用erlang
語言開發(fā)。
RabbitMQ
是AMQP
(高級消息隊列協(xié)議)的標(biāo)準(zhǔn)實現(xiàn)。
支持多種客戶端,如:Pytho
、Ruby
、.NET
、Java
、JMS
、C
、PHP
、ActionScript
、XMPP
、STOMP
等,支持AJAX
,持久化。
用于在分布式系統(tǒng)中存儲轉(zhuǎn)發(fā)消息,在易用性、擴(kuò)展性、高可用性等方面表現(xiàn)不俗。
結(jié)構(gòu)圖如下:
幾個重要概念:
Broker
:簡單來說就是消息隊列服務(wù)器實體。
Exchange
:消息交換機(jī),它指定消息按什么規(guī)則,路由到哪個隊列。
Queue
:消息隊列載體,每個消息都會被投入到一個或多個隊列。
Binding
:綁定,它的作用就是把exchange和queue按照路由規(guī)則綁定起來。
Routing Key
:路由關(guān)鍵字,exchange根據(jù)這個關(guān)鍵字進(jìn)行消息投遞。
vhost
:虛擬主機(jī),一個broker里可以開設(shè)多個vhost,用作不同用戶的權(quán)限分離。
producer
:消息生產(chǎn)者,就是投遞消息的程序。
consumer
:消息消費者,就是接受消息的程序。
channel
:消息通道,在客戶端的每個連接里,可建立多個channel,每個channel代表一個會話任務(wù)。
消息隊列的使用過程,如下:
客戶端連接到消息隊列服務(wù)器,打開一個channel
。
客戶端聲明一個exchange
,并設(shè)置相關(guān)屬性。
客戶端聲明一個queue
,并設(shè)置相關(guān)屬性。
客戶端使用routing key
,在exchange
和queue
之間建立好綁定關(guān)系。
客戶端投遞消息到exchange
。
exchange
接收到消息后,就根據(jù)消息的key和已經(jīng)設(shè)置的binding,進(jìn)行消息路由,將消息投遞到一個或多個隊列里。
號稱史上最快的消息隊列,它實際類似于Socket
的一系列接口,他跟Socket
的區(qū)別是:普通的socket
是端到端的(1:1
的關(guān)系),而ZMQ
卻是可以N:M
的關(guān)系.
人們對BSD
套接字的了解較多的是點對點的連接,點對點連接需要顯式地建立連接、銷毀連接、選擇協(xié)議(TCP/UDP)和處理錯誤等,而ZMQ
屏蔽了這些細(xì)節(jié),讓你的網(wǎng)絡(luò)編程更為簡單。
ZMQ
用于node
與node
間的通信,node
可以是主機(jī)或者是進(jìn)程。
引用官方的說法: “ZMQ(以下ZeroMQ簡稱ZMQ)是一個簡單好用的傳輸層,像框架一樣的一個socket library
,他使得Socket
編程更加簡單、簡潔和性能更高。是一個消息處理隊列庫,可在多個線程、內(nèi)核和主機(jī)盒之間彈性伸縮。
ZMQ
的明確目標(biāo)是“成為標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧的一部分,之后進(jìn)入Linux內(nèi)核”。
現(xiàn)在還未看到它們的成功。但是,它無疑是極具前景的、并且是人們更加需要的“傳統(tǒng)”BSD
套接字之上的一 層封裝。ZMQ
讓編寫高性能網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序極為簡單和有趣。
特點是:
高性能,非持久化;
跨平臺:支持Linux
、Windows
、OS X
等。
多語言支持; C
、C++
、Java
、.NET
、Python
等30多種開發(fā)語言。
可單獨部署或集成到應(yīng)用中使用;
可作為Socket通信庫使用。
與RabbitMQ
相比,ZMQ
并不像是一個傳統(tǒng)意義上的消息隊列服務(wù)器,事實上,它也根本不是一個服務(wù)器,更像一個底層的網(wǎng)絡(luò)通訊庫,在Socket API
之上做了一層封裝,將網(wǎng)絡(luò)通訊、進(jìn)程通訊和線程通訊抽象為統(tǒng)一的API
接口。
支持“Request-Reply
“,”Publisher-Subscriber
“,”Parallel Pipeline
”三種基本模型和擴(kuò)展模型。
ZeroMQ高性能設(shè)計要點:
1、無鎖的隊列模型
對于跨線程間的交互(用戶端和session
)之間的數(shù)據(jù)交換通道pipe
,采用無鎖的隊列算法CAS
;在pipe
兩端注冊有異步事件,在讀或者寫消息到pipe
的時,會自動觸發(fā)讀寫事件。
2、批量處理的算法
對于傳統(tǒng)的消息處理,每個消息在發(fā)送和接收的時候,都需要系統(tǒng)的調(diào)用,這樣對于大量的消息,系統(tǒng)的開銷比較大,zeroMQ
對于批量的消息,進(jìn)行了適應(yīng)性的優(yōu)化,可以批量的接收和發(fā)送消息。
3、多核下的線程綁定,無須CPU切換
區(qū)別于傳統(tǒng)的多線程并發(fā)模式,信號量或者臨界區(qū), zeroMQ
充分利用多核的優(yōu)勢,每個核綁定運行一個工作者線程,避免多線程之間的CPU切換開銷。
Kafka
是一種高吞吐量的分布式發(fā)布訂閱消息系統(tǒng),它可以處理消費者規(guī)模的網(wǎng)站中的所有動作流數(shù)據(jù)。 這種動作(網(wǎng)頁瀏覽,搜索和其他用戶的行動)是在現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)上的許多社會功能的一個關(guān)鍵因素。
這些數(shù)據(jù)通常是由于吞吐量的要求而通過處理日志和日志聚合來解決。
對于像Hadoop
的一樣的日志數(shù)據(jù)和離線分析系統(tǒng),但又要求實時處理的限制,這是一個可行的解決方案。
Kafka
的目的是通過Hadoop
的并行加載機(jī)制來統(tǒng)一線上和離線的消息處理,也是為了通過集群機(jī)來提供實時的消費。
Kafka
是一種高吞吐量的分布式發(fā)布訂閱消息系統(tǒng),有如下特性:
通過O(1)的磁盤數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)提供消息的持久化,這種結(jié)構(gòu)對于即使數(shù)以TB的消息存儲也能夠保持長時間的穩(wěn)定性能。(文件追加的方式寫入數(shù)據(jù),過期的數(shù)據(jù)定期刪除)
-
高吞吐量:即使是非常普通的硬件Kafka
也可以支持每秒數(shù)百萬的消息。
-
支持通過Kafka
服務(wù)器和消費機(jī)集群來分區(qū)消息。
-
支持Hadoop
并行數(shù)據(jù)加載。
Kafka相關(guān)概念
`Broker
:Kafka
集群包含一個或多個服務(wù)器,這種服務(wù)器被稱為broker[5]
Topic
:每條發(fā)布到Kafka
集群的消息都有一個類別,這個類別被稱為Topic
。(物理上不同Topic
的消息分開存儲,邏輯上一個Topic
的消息雖然保存于一個或多個broker
上但用戶只需指定消息的Topic
即可生產(chǎn)或消費數(shù)據(jù)而不必關(guān)心數(shù)據(jù)存于何處)
Partition
:Parition
是物理上的概念,每個Topic
包含一個或多個Partition
。
Producer
:負(fù)責(zé)發(fā)布消息到Kafka broker
Consumer
:消息消費者,向Kafka broker
讀取消息的客戶端。
Consumer Group
:每個Consumer
屬于一個特定的Consumer Group
(可為每個Consumer
指定group name
,若不指定group name
則屬于默認(rèn)的group
)。
一般應(yīng)用在大數(shù)據(jù)日志處理或?qū)崟r性(少量延遲),可靠性(少量丟數(shù)據(jù))要求稍低的場景使用。
以下是本次分享參考的資料和推薦大家參考的資料。
(1)Jms
http://blog.sina.com.cn/s/blog_3fba24680100r777.html
http://blog.csdn.net/jiuqiyuliang/article/details/46701559(深入淺出JMS(一)--JMS基本概念)
(2)RabbitMQ
http://blog.csdn.net/sun305355024sun/article/details/41913105
(3)Zero MQ
http://www.searchtb.com/2012/08/zeromq-primer.html
http://blog.csdn.net/yangbutao/article/details/8498790
(4)Kafka
http://www.infoq.com/cn/articles/apache-kafka/
http://www.mincoder.com/article/3942.shtml
以上是本周的分享,主要講解了消息隊列概述,常用消息隊列應(yīng)用場景(異步處理,應(yīng)用解耦,流量削鋒,日志處理和消息通訊),JMS Java
消息服務(wù),以及目前流行的幾款消息隊列介紹。
因為時間關(guān)系,有些講解的不細(xì)致,大家可以問下度娘/Google,希望本次分享對大家有幫助。
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