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RabbitMQ:主流MQ对比,为什么选择RabbitMQ(一)_rabbitmq和其他mq区别

rabbitmq和其他mq区别

前言

消息队列已经逐渐成为企业IT系统内部通信的核心手段。它具有低耦合、可靠投递、广播、流量控制、最终一致性等一系列功能,成为异步RPC的主要手段之一。当今市面上有很多主流的消息中间件,如老牌的ActiveMQ、RabbitMQ,炙手可热的Kafka,阿里巴巴自主开发RocketMQ等。今天主要来介绍了下几大主流消息中间件的区别与联系。

1. 主流消息中间件介绍——ActiveMQ

ActiveMQ是由Apache出品,ActiveMQ是一个完全支持JMS1.1和J2EE 1.4规范的JMS Provider实现。它非常快速,支持多种语言的客户端和协议,而且可以非常容易的嵌入到企业的应用环境中,并有许多高级功能。

1.1 特点
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ActiveMQ是Apache出品,最流行的,能力强劲的开源消息总线,并且它是一个完全支持JMS规范的消息中间件
其丰富的API、多种集群构建模式使得他成为业界老牌消息中间件,在中小型企业中应用广泛! MQ衡量指标:服务性能、数据存储、集群架构。

ActiveMQ现在用的比较少,因为ActiveMQ相比其他的MQ的性能来说比较一般。现如今高并发、大数据的应用场景随处可见。如果这时候在MQ的选择上,那么ActiveMQ就显得力不从心了。

衡量一个MQ的指标,主要有三个方面:服务性能、数据存储、集群架构

服务性能:ActiveMQ的性能不是特别好,面对超大规模并发时候,总是会出现各种各样的小问题,比如阻塞,消息堆积过多,产生一些延迟等等一些问题。
数据存储:ActiveMQ默认采用KahaDB内存存储方式。也可以采用一些高性能的存储方式,比如:google的LevelDb 基于内存的。如果是为了保证消息的可靠,也可以采用mysql或者oracle数据库。
集群架构:ActiveMQ流行那么多年,与其他组件集成的Api也是十分完善的。如果不是特别大的并发场景下,ActiveMQ也是一个不错的选择。因为ActiveMQ的集群架构模式也是十分好。

1.2 ActiveMQ架构模式

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Masrer-Slave模式
主备模式,利用Zookeeper进行两个或多个节点的协调。其中的主节点是对外提供服务的,而另外的从节点启动着,但是不对外提供服务。当主节点挂掉,利用Zookeeper进行一个高可用的切换,将Salve节点切换成主节点,继续对外提供服务。

NetWork模式
本质是两组主备模式的集成,中间用NewWork网关,做一个连接配置,就可以实现分布式集群。

1.3 ActiveMQ小结

ActiveMQ优点:

跨平台(JAVA编写与平台无关,ActiveMQ几乎可以运行在任何的JVM上)
可以用JDBC:可以将数据持久化到数据库。虽然使用JDBC会降低ActiveMQ的性能,但是数据库一直都是开发人员最熟悉的存储介质
支持JMS规范:支持JMS规范提供的统一接口 支持自动重连和错误重试机制
有安全机制:支持基于shiro,jaas等多种安全配置机制,可以对Queue/Topic进行认证和授权
监控完善:拥有完善的监控,包括WebConsole,JMX,Shell命令行,Jolokia的RESTful API
界面友善:提供的WebConsole可以满足大部分情况,还有很多第三方的组件可以使用,比如hawtio

ActiveMQ缺点:

社区活跃度不及RabbitMQ高 根据其他用户反馈,会出莫名其妙的问题,会丢失消息
目前重心放到activemq6.0产品Apollo,对5.x的维护较少 不适合用于上千个队列的应用场景

2. 主流消息中间件介绍——Kafka

Apache Kafka是一个分布式消息发布订阅系统。

它最初由LinkedIn公司基于独特的设计实现为一个分布式的日志提交系统(a distributed commit log),之后成为Apache项目的一部分。Kafka性能高效、可扩展良好并且可持久化。它的分区特性,可复制和可容错都是其不错的特性。
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2.1 特点

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kafka是LinkedIn开源的分布式发布-定于消息系统,目前归属于Apache顶级项目。

Kafka主要特点是给予Pull的模式来处理消费消息,追求高吞吐量,一开始的目的就是用于日志收集和传输。

0.8版本开始支持复制,不支持事务,对消息的重复、丢失、错误没有严格要求,适合产生大量数据的互联网服务的数据收集业务。这里可以看出kafka只关注吞吐量。

因此,在使用kafka的时候,注意业务是否允许消息重复、丢失、错误等。如果允许的话,kafka是最合适的。因为它的性能是最高的。即使在廉价的服务器上,也能支持单机每秒100k条以上的数据量。所以说它的性能是非常好的。kafka仅仅使用内存进行存储,只要有足够的内存,就能够足够大的吞吐量。因为kafka并没有在磁盘上进行读写。

快速持久化:可以在O(1)的系统开销下进行消息持久化;
高吞吐:在一台普通的服务器上既可以达到10W/s的吞吐速率;
完全的分布式系统:Broker、Producer和Consumer都原生自动支持分布式,自动实现负载均衡;
支持同步和异步复制两种高可用机制;
支持数据批量发送和拉取;
零拷贝技术(zero-copy):减少IO操作步骤,提高系统吞吐量;
数据迁移、扩容对用户透明;
无需停机即可扩展机器;
其他特性:丰富的消息拉取模型、高效订阅者水平扩展、实时的消息订阅、亿级的消息堆积能力、定期删除机制
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2.2 kafka架构模式

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主要依赖Zookeeper进行协调管理,每一个kafka可以进行副本复制,也就是数据同步。

假如说:有一条数据落在第一个节点上,那么就会进行repilicate 复制,这样在运行中每个节点就有一份数据,一共就有三分数据。如果说其中一台宕机,也能从另外两个节点中获取数据。

部署方案建议:跨机房部署。即使有一台机子宕机,在数据上也是没有问题的。如果在整个地点宕机了。那么我们的数据也就丢失了。这也是大公司需要考虑的异地灾备。当然kafka主要关注性能的,对于数据的可靠性关注并高。

2.3 kafka小结

kafka优点:
客户端语言丰富:支持Java、.Net、PHP、Ruby、Python、Go等多种语言;
高性能:单机写入TPS约在100万条/秒,消息大小10个字节;
提供完全分布式架构,并有replica机制,拥有较高的可用性和可靠性,理论上支持消息无限堆积;
支持批量操作;
消费者采用Pull方式获取消息。消息有序,通过控制能够保证所有消息被消费且仅被消费一次;
有优秀的第三方KafkaWeb管理界面Kafka-Manager;
在日志领域比较成熟,被多家公司和多个开源项目使用。
kafka缺点:
Kafka单机超过64个队列/分区时,Load时会发生明显的飙高现象。队列越多,负载越高,发送消息响应时间变长;
使用短轮询方式,实时性取决于轮询间隔时间;
消费失败不支持重试;
支持消息顺序,但是一台代理宕机后,就会产生消息乱序;
社区更新较慢。

3. 主流消息中间件介绍——RocketMQ

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RocketMQ是阿里开源的消息中间件,目前也已经孵化为Apache顶级项目。用Java语言实现,在设计时参考了Kafka,并做出了自己的一些改进,消息可靠性上比Kafka更好。RocketMQ在阿里内部被广泛应用在订单,交易,充值,流计算,消息推送,日志流式处理,binglog分发等场景。

3.1 RocketMQ特点:
保证消息的顺序性,消息按顺序消费。
提供了丰富的拉取和处理模式。
高效的订阅者,也可以进行水平扩展。
承载上亿级别的消息堆积能力。
3.2 RocketMQ集群架构模式

Master-Slave(主从)模式
双Master模式。
双主双从模式。
多主多从模式。
一主多从模式。
RocketMQ集群拓扑
阿里觉得Zookeeper性能太低,自己搭建了NameServer,这个NameServer代码也十分精简,一共也就几百行代码。有兴趣可以去读源码。

3.3 RocketMQ小结

RocketMQ优点:

单机支持1万以上持久化队列;
RocketMQ的所有消息都是持久化的,先写入系统PAGECACHE,然后刷盘,可以保证内存与磁盘都有一份数据,而访问时,直接从内存读取。
模型简单,接口易用(JMS的接口很多场合并不太实用);
性能非常好,可以允许大量堆积消息在Broker中;
支持多种消费模式,包括集群消费、广播消费等;
各个环节分布式扩展设计,支持主从和高可用;
开发度较活跃,版本更新很快。
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RocketMQ缺点:

支持的 客户端语言不多,目前是Java及C++,其中C++还不成熟
维护RocketMQ需要专业的团队
商业版收费,有许多功能是不对外提供的。
没有在MQ核心里实现JMS等接口
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  1. 为什么选择RabbitMQ?
    ActiveMQ,性能不是很好,因此在高并发的场景下,直接被pass掉了。它的Api很完善,在中小型互联网公司可以去使用。
    kafka,主要强调高性能,如果对业务需要可靠性消息的投递的时候。那么就不能够选择kafka了。但是如果做一些日志收集呢,kafka还是很好的。因为kafka的性能是十分好的。
    RocketMQ,它的特点非常好。它高性能、满足可靠性、分布式事物、支持水平扩展、上亿级别的消息堆积、主从之间的切换等等。MQ的所有优点它基本都满足。但是它最大的缺点:商业版收费。因此它有许多功能是不对外提供的。
    那么说完这三种MQ还有没有其他MQ能够选择呢?有的,也是这次学习的MQ——RabbitMQ。

  2. 主流消息中间件介绍——RabbitMQ
    RabbitMQ于2007年发布,是一个在AMQP(高级消息队列协议)基础上完成的,可复用的企业消息系统,是当前最主流的消息中间件之一。

5.1 RabbitMQ特点
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RabbitMQ是使用Erlang语言开发的开源消息队列系统,基于AMQP协议来实现。
AMQP的主要特征是面向消息、队列、路由(包括点对点和发布/订阅)、可靠性、安全。
AMQP协议更多用在企业系统内,对数据一致性、稳定性和可靠性要求很高的场景,对性能和吞吐量的要求还在其次。
RabbitMQ的可靠性是非常好的,数据能够保证百分之百的不丢失。可以使用镜像队列,它的稳定性非常好。所以说在我们互联网的金融行业。对数据的稳定性和可靠性要求都非常高的情况下,我们都会选择RabbitMQ。当然没有kafka性能好,但是要比AvtiveMQ性能要好很多。也可以自己做一些性能的优化。
RabbitMQ可以构建异地双活架构,包括每一个节点存储方式可以采用磁盘或者内存的方式。

5.2 RabbitMQ的集群架构

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图中说的就是,我们可以采用三个节点作为RabbitMQ的一组集群,当然可以有许多组。节点与节点之间采用mirror queue。基于这种方式,能够保证数据百分之百的不丢失。
前端可以去做负载均衡,比如负载均衡组件:HA-proxy ,进行TCP级别的负载。
如果想做一个高可用的话,就需要借助keepAlived做一个高可用的配置。
比如前端加一个虚拟的VIP,通过VIP路由到指定的负载均衡组件,再有它路由到RabbtMQ的某一个节点。

这就是整个RabbitMQ集群架构。
能够实现非常完善,高可用并且性能也十分好,稳定性超强。并且有各种集群恢复手段。
比如:某一个节点挂了,或者某个磁盘损坏了,它也能进行一个消息修复。

6. 入门RabbitMQ核心概念在这里插入图片描述

RabbitMQ 是一个开源的消息代理和队列服务器,用来通过普通协议在完全不同的应用之间共享数据(RabbitMQ能够实现跨语言跨平台的机制,),RabbitMQ是使用Erlang语言来编写的,并且RabbitMQ是基于AMQP协议的。

仅仅通过上面一句话,相信大家一定有很多疑惑和问题。

RabbitM成熟度到底怎么样?
业界使用度怎么样?哪些大厂在使用?为什么?
包括RabbitMQ到底都有哪些特点?
RabbitMQ为什么要用Erlang语言去编写?
什么是AMQP协议?AMQP协议里面的具体的规范又是什么?
我相信大家跟我一样都会有这样的疑惑。那么我们一起来学习一RabbitMQ吧。

互联网大厂为什么选择RabbitMQ?

业界使用度怎么样?哪些大厂在使用?为什么?都有哪些优点?

据我了解:滴滴、美团、去哪儿、头条…
这些互联网大厂都会采用RabbitMQ作为它底层的消息通信的一个基础组件。根本原因:

开源、性能优秀、稳定性保障
提供可靠性消息投递模式(confirm)、返回模式(return)
与SpringAMQP完美的整合、扩展性变得更强、API丰富
集群模式丰富、表达式配置、HA(高可用)模式、镜像队列模型
保证数据不丢失的前提下做到高可靠性、可用性
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RabbiMQ的高性能是如何做到的?

原因就在于它使用了Erlang语言,Erlang语言最初在于交换机领域的架构模式,这样使得RabbitQ在Broker之间进行数据交互的性能是非常优秀的。

还有一点也是取决于作者,RabbitMQ开发的作者在开发RabbitMQ之间,先用Erlang语言做了一个简单的交换机,然后他惊奇的发现:Erlang的优点:Erlang有着和原生Socket一样好的延迟效果。
相信大家接触过Socket的朋友,对它的有怎样的性能有一定的了解。像我们耳熟能详的RPC通信框架。比如说:dubbo,它底层就是采用了Netty,Netty无非就是网络编程中的高性能之王,它无非就是一个Socket。
基于这个特点呢,我们就有了一个充分的选择RabbitMQ的理由。其实我们选择RabbitMQ的时候,有一个主要的考量目标就是:当消息入到RabbtMQ节点上的时候,RabbitMQ的延迟以及响应。

什么是AMQP高级消息队列协议?

AMQP全称:Advanced Message Queuing Protocol(高级消息队列协议)
AMQP定义:是具有现代特征的二进制协议。是一个提供统一消息服务的应用层标准高级消息队列协议,是应用层协议的一个开放标准,为面向消息的中间件设计。

它就类似于Java中的JMS。是比较上层的规范,基于这个规范可以开发出各种各项的消息中间件。在这里插入图片描述
Pubilsher application:生产者应用 生产的消息,扔到Server端。
Server:指的就是RabbitMQ的节点
Virtual host:虚拟主机,比较上层的一个路由,类似于路由器这么一个概念。后续介绍
Exchange:交换机,生产者直接将消息投递到Exchange中。但是要经历3个过程 -》server->Virtual host->Exchange
先确定将消息发送到哪台服务器,那么就需要先去建立连接,设置一些地址等等。

第二层,投递到哪个Virtual host 需要定义。
第三层,投递到哪个Exchange也需要定义。
再看Consumer application 消费者的应用端,消费端只需要监听Message Queue,当队列中有消息的时候,就拿出来消费。因此在Exchange和Message Queue之间有绑定的关系存在,后续详细介绍。

AMQP核心概念是什么?

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server: 又称Broker,接收客户端的链接,实现AMQP实体服务
Connection: 链接,应用程序与Broker的网络连接
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Channel:网络信道,几乎所有的操作(数据的读、写)都在Channel中进行,Channel是进行消息读写的通道。客户端可建立多个Channel,每个Channel代表一个会话任务。在这里插入图片描述
Message:消息,服务器和应用程序之间传送的数据,由Properties和Body组成。Properties可以对消息进行修饰,比如消息的优先级、延迟等高级特性;Body则就是消息体内容。
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Virtual host:虚拟地址,用于进行逻辑隔离,最上层的消息路由。一个Virtual host 里面可以有若干个Exchange和Queue,同一个Virtual Host里面不能有相同名称的Exchange和Queue。一种逻辑概念,类似Redis的逻辑数据库。用来划分具体的服务。
Exchange:交换机,接收消息,根据路由键转发消息到绑定的队列在这里插入图片描述
Binding:Exchange 和Queue之间的虚拟连接,Binding中可以包含routing key
Routing key:一个路由股则,虚拟机可用它来确定如何路由一个特定消息。
Queue:也称为message Queue,消息队列,保存消息并将它们转发给消费者。
以上核心概念先有一个大概的认知,以后会详细介绍。

RabbitMQ整体架构模型是什么样子的?在这里插入图片描述

生产者把消息投递到Exchange,Exchange投递到Queue.
因此我们的生产者只需要关注把消息投递到指定的Exchange即可,我们的消费者只需要监听指定Queue即可。就是这么简单的机制。
通过图我们也能看到,生产者不需要关注投递到哪个队列,消费也不需要关注是从哪个Exchange上来的,这两块没有耦合的情况。主要是应为Exchange和Queue有一个绑定的关系。

RabbitMQ消息是如何流转的?在这里插入图片描述

生产者publisher application 生产消息Message投递到Exchange上,Exchange绑定MessageQueue,可以绑定过多个MessageQueue,为什么三个队列只有其中一个队列收到了消息呢?主要是由于Exchange是有一个路由功能的。这个路由就是routing key,这个路由有两个非常关键的点,

第一个:你的消息是需要发送到哪个Exchange。
第二个:你发消息的时候需要带上routing key,然后通过Exchange 和 MessageQueue 建立一个绑定关系,通过路由key把消息路由到一个指定的队列上。然后我们的消费端直接监听队列就行了,就可以消费了。

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