作者简介:李智慧,前阿里巴巴技术专家。本文选自:拉勾教育专栏《架构师的36项修炼》
就程序员而言,日后的职业发展可以走3个方向:专攻技术深度、转团队管理、晋升架构师。
成为一名优秀的架构师,是大多数技术人的追求。
但资深架构师的出现几率仅约为0.3%,如果想在3-5年后稳坐金字塔尖,必须有扎实的代码功底和项目积累,也要意识地培养技术广度和架构思维能力。多学习牛人经验也可获益良多。
我是李智慧,我从事架构已有20多年。屏幕前的你,既然选择了架构,就要踏实学好每一块知识。今天我们来讲分布式消息队列MQ。在本篇幅中,我会主要介绍同步架构和异步架构的区别。
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01 同步调用
所谓的同步调用,就是说从请求的发起一直到最终的处理完成期间,请求的调用方一直在同步阻塞等待调用的处理完成。
我们看一下图片中的例子,在这个例子中客户端代码ClientCode,需要执行发送邮件sendEmail这样一个操作,它会调用EmailService进行发送。
而EmailService会调用SmtpEmailAdapter这样一个类来进行处理,而这个类会调用远程的一个服务,通过SMTP和TCP协议把请求发送给它。
而远程服务器收到消息以后会对消息进行一系列的操作,然后将邮件发送出去,再进行返回。
Adapter收到返回后,再返回给EmailService,EmailService收到返回后再把返回结果返回给Clientcode。
ClientCode在sendEmail发出请求后,就一直都阻塞在这里,等待最终调用结果的返回,是成功还是失败。因为这个过程是阻塞等待的,所以这个过程也就是同步调用。
02 异步调用
与同步调用相反的是异步调用。异步调用过程,我们同样看刚刚发送邮件的例子,用户Clientcode调用EmailService以后,EmailService会把这个调用请求发送给消息队列,然后就立即返回了。
Clientcode收到返回以后继续向下处理,不会继续阻塞等待。实际上消息发送到Queue后,还没有被处理,我们看到后面的消息消费,其实要比EmailService返回可能还要晚一点,EmailService返回以后消息才会被消费处理。
有一个QueueConsumer消息队列的消费者,从消息队列中取出这个消息,再把这个消息发送给SmtpAdapter,也就是调用SmtpAdapter。
处理逻辑跟同步调用一样,SmtpAdapter通过SMTP的通讯协议,把消息发送给远程的一个服务器,进行邮件发送,通过RemoteServer进行处理,处理完了收到返回,再把返回结果通知消息队列Queue。
我们看到,在这个过程中,客户端的调用,也就是应用程序的调用,和业务逻辑真正发送邮件的操作是不同步的。
在进行邮件发送操作的处理过程中,客户端的代码已经返回了,它可以继续进行自己的后续操作,而不需要等待邮件的发送,这就叫做异步调用。
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使用异步调用架构的主要手段,就是通过消息队列构建。这是它的架构图。
消息的生产者将消息发送到消息队列以后,由消息的消费者从消息队列中获取消息,然后进行业务逻辑的处理,消息的生产者和消费者是异步处理的,彼此不会等待阻塞,所以叫做异步架构。
使用消息队列构建一个异步调用架构,你需要了解3种角色,一种是消息的生产者,一种是消息队列,还有一种是消息的消费者。
01消息的生产者
消息的生产者是客户端应用程序代码的一部分,用来初始化异步调用处理流程。
在基于消息队列的处理中,生产者的职责非常少,它要做的就是创建一个合法的消息,并把这个消息发送到消息队列中,由应用开发者决定生产者的代码在哪里执行,什么时候发送消息。
02消息队列
消息队列异步架构的另一个主要组成部分就是所谓的消息队列。
消息队列是消息发送的目的地和发给消费者的一个缓冲。消息队列实现的方法有好多种,可以用共享文件夹,也可以用关系数据库或者NoSQL系统。
当然最主要的还是使用专门的分布式消息队列服务器来实现。
03消息的消费者
业务架构的第三个重要角色就是消息的消费者。消息的消费者从消息队列中接受并处理消息,消息的消费者也是由应用开发者实现的,但是它是一个异步处理的组件。
消息的消费者不需要知道生产者存在,它只依赖消息队列中的消息。消息的消费者通常部署在独立的服务器上,和消息的生产者完全隔离,并且可以通过添加硬件的方式进行伸缩。
知道以上3种主要角色之后,使用消息队列构建异步的调用架构,你还需要知道两种模型:点对点模型和发布订阅模型。
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点对点模型
首先来看点对点模型。消费者和生产者只需要知道消息队列的名字,生产者发送消息到消息队列中,而消息队列的另一端是多个消费者竞争消费消息。
每个到达消息队列的消息只会被路由到一个消费者中去,所以消费者看到的是全部消息的一个子集。
我们看这张图,消息的生产者有多个,消息的消费者也有多个,多个生产者将消息发送到消息队列中,而有多个消费者去消息队列中对消息进行竞争性的消费。
每条消息只会被一个消费者消费,每个消费者只会消费消息队列中的一部分消息。
发布订阅模型
在发布订阅模型中,消息可能被发送到不止一个消费者,生产者发送消息到一个主题,而不是队列中。
消息被发布到主题后,就会被克隆给每一个订阅它的消费者,每个消费者接收一份消息复制到自己的私有队列。
消费者可以独立于其他消费者使用自己订阅的消息,消费者之间不会竞争消息。
常用的分布式消息队列都支持发布订阅模型,也就是说消息的发布订阅模型是分布式消息队列的一个功能特性。
两种模型结合对比来看,通常使用点对点模型的,是一些耗时较长的、逻辑相对独立的业务,比如说我前面的讲到的发送邮件这样一个操作。
因为发送邮件比较耗时,而且应用程序其实也并不太关心邮件发送是否成功,发送邮件的逻辑也相对比较独立,所以它只需要把邮件消息丢到消息队列中就可以返回了。
而消费者也不需要关心是哪个生产者去发送的邮件,它只需要把邮件消息内容取出来以后进行消费,通过远程服务器将邮件发送出去就可以了。而且每个邮件只需要被发送一次。所以消息只被一个消费者消费就可以了。
相对应的另一种情况,比如新用户注册,一个新用户注册成功以后,需要给用户发送一封激活邮件,发送一条欢迎短信,还需要将用户注册数据写入数据库,甚至需要将新用户信息发送给关联企业的系统,比如淘宝新用户信息发送给支付宝。
这样允许用户可以一次注册就能登录使用多个关联产品。那么对于新用户注册这样一个消息,就需要使用按主题发布的方式,也就是发布订阅模型这种方式。
一个新用户注册,会把注册消息发送给一个主题,多种消费者可以订阅这个主题。比如发送邮件的消费者、发送短信的消费者、将注册信息写入数据库的消费者,跨系统同步消息的消费者等。
今天就讲到这里啦~感谢你的坚持,下一课我会详细讲解分布式数据库相关内容,分享我的实践经验。加油,我们不见不散!
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