消息队列：1.认识篇
介绍
消息队列，顾名思义，存放消息（可类比为请求）的队列（一种先进先出的数据结构）。
其是一种常用于分布式系统的中间件，可以在不同的应用程序、服务或系统之间传递消息，并且常用于解耦合不同部分的系统，使得系统更加可扩展和灵活。
基本原理：发送者将消息放入队列，接收者从队列中获取消息并处理。
消息队列实质是一种方式，一种在不同组件之间传递消息的通信方式。发送者和接收者之间不需要直接通信，它们只需了解如何发送和接收消息即可。
作用与优点
由上述内容，可推断出消息队列的一些作用：
- 解耦：发送者和接收者只需要关心发送消息和接受消息，不用关心彼此。
- 异步：发送者不关心消息的处理，即不用等待消息的响应，故支持异步。
- 削锋：某些活动的流量过大、请求过多，可能导致系统宕机；消息队列可以作为缓冲区，将这些请求暂时存储起来，以避免瞬时高流量，然后按照系统处理能力逐步消费，实现流量的平滑处理，从而降低系统的压力，避免宕机。
以及其身为分布式系统的固有优点： - 可扩展性：在解耦后，可方便地单独对发送者或接收者或消息队列进行动态伸缩。
- 可靠性：由于消息队列允许多个消费者和生产者，并且通常支持消息持久化和复制，因此即使其中一个组件出现故障，系统仍然可以继续运行并且消息也不会丢失。
适用场景
（此处仅介绍一些常见场景）
异步场景举例：用户注册
需求
用户注册后需向其发送注册邮件和注册短信。
设计
用户注册后，将注册信息写入数据库；发送注册邮件；发送短信。
如不使用消息队列，不进行异步解耦，即注册服务器需要同步远程调用写入数据库、发送注册邮件、发送短信的三个函数，将与其他应用发生多次交互，同时还得等待响应，假设一个操作需要0.5s，则该操作会占用注册服务器一个线程的1.5s。
使用消息队列后，注册服务器直接向消息队列中写入三个消息（数据库写入消息、邮件发送消息、短信发送消息），并且是异步发送不用等待返回，假设一次发送消息为0.1s，也仅需0.3s。
解耦场景举例：订单-库存管理
需求
用户下订单后，库存系统需要减少相对数量。
设计
用户下单后，订单系统需要通知库存系统。
详细设计
- 原设计：订单系统调用库存系统的接口。
- 存在缺陷：假如库存系统无法访问，则订单减库存将失败，从而导致订单失败；订单系统依赖库存系统接口，存在耦合。
- 使用消息队列改进：订单系统发送订单消息（用户下单后，订单系统完成持久化处理，将消息写入消息队列，返回用户订单下单成功），库存系统读取订单消息并自行处理（订阅订单消息，采用拉/推的方式，获取下单信息，库存系统根据下单信息，进行库存操作）。
- 解决缺陷：假如库存系统无法访问，订单系统仅需要发送消息，可保持运转；订单消息仅发送消息，消息解读由库存系统进行（发布-订阅或消息队列模式），降低耦合度。
削锋场景举例：秒杀活动
需求
在秒杀活动中，大量用户同时抢购商品，可能会导致系统压力激增。为了应对这一情况，需要一种机制来平稳处理激增的请求流量，避免系统崩溃或性能下降。
设计
传统的处理方式可能会导致系统崩溃或性能下降。为了解决这个问题，可以使用消息队列来削峰填谷。
详细设计
- 秒杀活动开始：当秒杀活动开始时，用户可以提交秒杀请求。
- 请求入队：订单系统接收到用户的秒杀请求后，将请求消息写入消息队列，而不是立即处理。
- 消息处理：秒杀请求消息被消息队列按照一定的规则（如先进先出）分发给后端处理程序。
- 后端处理：后端处理程序逐条处理消息，检查库存并进行相应的处理（如减少库存、生成
订单等）。
以此消息队列可平滑处理激增的请求流量，避免系统因突发流量而崩溃。
日志处理场景
需求
需要一种解决大量日志传输和实时处理的方案，以便对日志数据进行分析和可视化展示。
设计
设计一个分布式日志处理系统，包括以下组件：
- 日志采集客户端：负责从各个日志源采集日志数据，并将数据定期写入消息队列中。
- 消息队列：接收来自日志采集客户端的日志数据，负责数据的存储和转发。
- 日志处理应用：订阅并消费Kafka队列中的日志数据，进行实时处理和分析。
- Logstash：作为日志处理应用的一部分，负责对原始日志进行解析和转换，统一输出为JSON格式的数据。
- Elasticsearch：作为日志处理应用的核心数据存储服务，接收Logstash处理后的JSON格式日志数据，实现实时的数据索引和查询。
- Kibana：基于Elasticsearch 的数据可视化组件，用于将Elasticsearch中的数据进行可视化展示和分析。
消息通讯场景
需求
需要一种高效的消息通讯机制，可以用于点对点通讯或者创建聊天室等场景，以实现实时的消息传递和交流。
设计
设计一个基于消息队列的消息通讯系统，包括以下两种场景：
- 点对点通讯：客户端A和客户端B使用同一队列进行消息通讯；消息队列负责接收和转发客户端A和客户端B的消息。
- 客户端A、客户端B等多个客户端订阅同一主题：当有客户端发布消息时，消息队列将消息广播给所有订阅了该主题的客户端，客户端收到消息后进行展示。
常用消息队列框架
- RabbitMQ：RabbitMQ 是一个开源的消息队列系统，实现了高级消息队列协议（AMQP），它是一个可靠、高可用、可扩展的消息代理。RabbitMQ提供了多种消息传递模式，如点对点、发布/订阅等，适用于各种场景的应用程序。
- RocketMQ：RocketMQ 是阿里巴巴开源的分布式消息队列系统，具有高吞吐量、低延迟、高可用性等特点。它支持丰富的消息模型，包括顺序消息、事务消息等，适用于大规模分布式系统的消息通信。
- Kafka：Kafka是由Apache软件基金会开发的分布式流处理平台和消息队列系统。Kafka设计用于支持大规模的消息处理，具有高吞吐量、持久性、分区等特点，广泛应用于大数据领域。
- ActiveMQ：ActiveMQ 是一个开源的消息中间件，实现了JavaMessageService(JMS)规范。它支持多种传输协议，如TCP、UDP、SSL等，提供了丰富的功能，包括消息持久化、事务支持等。
- Amazon SQS：AmazonSQS（Simple Queue Service）是亚马逊提供的消息队列服务，可帮助构建分布式应用程序。它具有高可用性、可扩展性、灵活性等特点，适用于构建在亚马逊云平台上的应用程序。