MQ为什么比数据库快_mq 为什么快

同步架构和异步架构

假定我们的架构是一个水平分层架构，那么，用户请求就会首先由网关层接收，再到业务逻辑层，再到数据访问层，然后，再逐级返回。如下：

这样的架构，称之为同步架构。

如果再任意两层之间引入一个第三方（通常是MQ），就可以将同步架构转换成异步架构。一般情况下，MQ会被插到业务层和数据层之间，或者是业务层与业务层之间（业务层本身会被细化拆分成多层），如下：

在异步架构的情况下，请求会先落到MQ，之后就会返回。从MQ到数据访问层，会有另外的线程去异步执行。

异步架构相比同步架构来说，其优势在于，请求可以更快地返回，也就意味着，时间段内可以处理更多的请求，系统的吞吐量会更大。其根本原因在于，写MQ要比写数据库快，且快得多。 

这里，有个疑问：MQ在做消息持久化时，会读写磁盘，数据库也是读写磁盘。为什么MQ的IO就比数据库的IO快呢？

原因在于，对于MQ来说，数据通常由消息ID，消息体，发送者，接收者等信息组成，消息体本身对于MQ来说，是没有语义的。这就使得，在MQ中，消息是可以按照接收顺序，依次写入磁盘，也可以依次读取，即顺序IO。而在数据库中，数据体是有语义的，比如代表用户，代表商品等等。这就导致，在数据库中，绝大部分情况下是随机IO。随机IO的效率远远低于顺序IO，这就是数据库读写磁盘，慢于MQ读写磁盘的原因，也是异步架构的关键所在。

顺序写和随机写

在机械硬盘上写还是在固态硬盘上写，尽管结论都是顺序写比随机写快，但是原因却是不一样的。

机械硬盘

我先介绍一下它的存储原理，机械硬盘的结构你可以想象成一个唱片机，它有一个旋转的盘片和一个能沿半径方向移动的磁头。处理读取和写入请求时，首先可以根据请求的开始地址算出要处理的数据在磁盘上的位置，之后要进行以下几步工作：

1. 磁头沿半径方向移动，直至移动到数据所在的柱面（相同半径的磁道组成的环面）
2. 盘片高速旋转，使磁头到达数据的起始位置
3. 磁头沿磁道从磁盘读取或写入数据当一次读取的数据量很少的时候，1、2步骤带来的开销是无法忽略的，这使得随机写相对于顺序写会有巨大的性能劣势。因为在顺序写的时候，1、2步骤只需要执行一次，剩下的全是数据传输所需要的固有开销；而每次随机写的时候，前两个步骤都需要执行，带来了极大的额外开销。

固态硬盘

理论上来说，它不应该存在明显的随机写与顺序写的速度差异，因为它就是一块支持随机寻址的存储芯片，没有寻道和旋转盘片的开销，但是随机写实际上还是比顺序写要慢。这是由于其存储介质闪存的一些特性导致的，简单来说：

1. 闪存不支持in-place update：你更新一个数据，不可以直接在原有数据上改，而要写到新的空白的地方，并把原有数据标记为失效。
2. 标记失效的数据不是浪费空间么？可以将其清除。但是闪存上清除操作的最小单位是一个大块，大约128K-256K的大小。一次清除会影响到还未标记失效的有用的数据，要先把它们移走。
3. 这种感觉就如同你在网格纸上写一篇文章，一格一格往下写，只能写在空白的格子里；但是你若要清除之前写的内容，只能整行擦除。非常难受而且浪费空间对吧？所以固态硬盘里实现了垃圾回收算法，用来更好地利用存储空间，同时减少数据迁移，保护闪存寿命。那么随机写显然比顺序写带来更大的碎片化，从而带来更多的垃圾回收开销、数据迁移开销，自然就比顺序写要慢了。