消息队列之争：RabbitMQ vs. RocketMQ - 揭晓胜者_rabbitmq和socketmq

背景

消息队列中间件（简称消息中间件）是指利用高效可靠的消息传递机制进行与平台无关的数据交流，并基于数据通信来进行分布式系统的集成。通过提供消息传递和消息排队模型，它可以在分布式环境下提供应用解耦、弹性伸缩、冗余存储、流量削峰、异步通信、数据同步等等功能，其作为分布式系统架构中的一个重要组件，有着举足轻重的地位。本文将介绍一下

RabbitMQ

介绍

RabbitMQ 是采用 Erlang 语言实现的 AMQP 协议的消息中间件，最初起源于金融系统，用于在分布式系统中存储转发消息。RabbitMQ 发展到今天，被越来越多的人认可，这和它在可靠性、可用性、扩展性、功能丰富等方面的卓越表现是分不开的。

特点

• 可靠性(Reliablity)：使用了一些机制来保证可靠性，比如持久化、传输确认、发布确认。
• 灵活的路由(Flexible Routing)：在消息进入队列之前，通过Exchange来路由消息。对于典型的路由功能，Rabbit已经提供了一些内置的Exchange来实现。针对更复杂的路由功能，可以将多个Exchange绑定在一起，也通过插件机制实现自己的Exchange。
• 消息集群(Clustering)：多个RabbitMQ服务器可以组成一个集群，形成一个逻辑Broker。
• 高可用(Highly Avaliable Queues)：队列可以在集群中的机器上进行镜像，使得在部分节点出问题的情况下队列仍然可用。
• 多种协议(Multi-protocol)：支持多种消息队列协议，如STOMP、MQTT等。
• 多种语言客户端(Many Clients)：几乎支持所有常用语言，比如Java、.NET、Ruby等。
• 管理界面(Management UI)：提供了易用的用户界面，使得用户可以监控和管理消息Broker的许多方面。
• 跟踪机制(Tracing)：如果消息异常，RabbitMQ提供了消息的跟踪机制，使用者可以找出发生了什么。
• 插件机制(Plugin System)：提供了许多插件，来从多方面进行扩展，也可以编辑自己的插件。

架构

基本概念

• Broker:它提供一种传输服务,它的角色就是维护一条从生产者到消费者的路线，保证数据能按照指定的方式进行传输
• Exchange：消息交换机,它指定消息按什么规则,路由到哪个队列。
• Queue:消息的载体,每个消息都会被投到一个或多个队列。
• Binding:绑定，它的作用就是把exchange和queue按照路由规则绑定起来.
• Routing Key:路由关键字,exchange根据这个关键字进行消息投递。
• vhost:虚拟主机,一个broker里可以有多个vhost，用作不同用户的权限分离。
• Producer:消息生产者,就是投递消息的程序.
• Consumer:消息消费者,就是接受消息的程序.
• Channel:消息通道,在客户端的每个连接里,可建立多个channel.

整体架构

消息生产者并没有直接将消息发送给消息队列，而是通过建立与Exchange的Channel，将消息发送给Exchange，Exchange根据规则，将消息转发给指定的消息队列。消费者通过建立与消息队列相连的Channel,从消息队列中获取消息。

运行流程

首先生产者将业务方数据进行可能的包装，之后封装成消息，发送到 Broker 中。消费者订阅并接收消息，经过可能的解包处理得到原始的数据，之后再进行业务处理逻辑。这个业务处理逻辑并不一定需要和接收消息的逻辑使用同一个线程。消费者可以使用一个线程去接收消息，存入到内存中，比如使用 Java 中的 BlockingQueue。业务处理逻辑使用另一个线程从内存中读取数据，这样可以将应用进一步解耦，提高整个应用的处理效率。

交换机类型

• Direct Exchange 直连交换机：发送消息到直连类型的交换机时，只有routing key跟binding key完全匹配时，绑定的队列才能收到消息。
• Topic Exchange 主题交换机：发送消息到主题类型的交换机时，routing key符合binding key的模式时，绑定的队列才能收到消息。主题类型的交换机与一个队列绑定时，可以指定按模式匹配的routing key。通配符有两个，*代表匹配一个单词。#代表匹配零个或者多个单词。单词与单词之间用 . 隔开
• Fanout Exchange 广播交换机：当消息发送到广播类型的交换机时，不需要指定routing key，所有与之绑定的队列都能收到消息。
• Header Exchange 头交换机 ：headers与direct的模式不同，不是使用routingkey去做绑定。而是通过消息headers的键值对匹配

RocketMQ

介绍

RocketMQ 是阿里巴巴是基于JMS的开源的分布式消息中间件，2016年底贡献给Apache，成为了Apache的一个顶级项目，基于高可用分布式集群技术，提供消息订阅和发布、消息轨迹查询以及定时（延时）消息、资源统计、监控报警等一系列消息云服务，是企业级互联网架构的核心产品。消息队列RocktMQ历史超过9年，为分布式应用系统提供异步解耦、削峰填谷的能力，同时具备海量消息堆积，高吞吐、可靠重试等互联网应用所需的特性，是阿里巴巴双11使用的核心产品。

特点

• 多协议支持：支持HTTP协议、TCP协议、STOMP协议
• 事务消息：实现类似 X/open XA的分布事务功能，以达到事务最终一致性状态。
• 定时（延时）消息：允许消息生产者指定消息进行定时（延时）投递，最长支持40天
• 大消息： 支持最大4MB消息
• 轨迹消息: 通过消息轨迹，能清晰定位消息从发布者发出，经由消息队列RocketMQ服务端，投递给消息订阅者的完整链路，方便定位排查问题
• 广播消费：允许同一个Group ID所标识的所有consumer都各自消费某条消息一次。
• 顺序消息：允许消息消费者按照消息发送的顺序对消息进行消费。
• 重置消费进度：根据时间重置消费进度，允许用户进行消息回溯或者丢弃堆积消息。
• 死信队列：将无法正常消费的消息存储到特殊的死信队列供后续处理
• 全球消息路由：用于全球不同地域之间的消息同步复制，保证地域之间的数据一致性。

架构

基本概念

• Name Server ： 它是一个几乎无状态节点，可集群部署，节点之间无任何信息同步。
• Broker：Broker部署相对复杂， Broker分为Master与Slave， 一个Master可以对应多个Salve, 但是一个Slave只能对应一个Master, Master与Slave的对应关系通过指定相同的BrokerName和不同的BrokerId来定义，BrokerId为0表示Master, 非0表示Slave。Master也可以部署多个。每个Broker与Name Server集群中的所有节点建立长连接，定时注册Topic信息到所有的Name Server。
• Consumer：Consumer与Name Server集群中的一个节点（随机选择，但不同于上一次）建立长连接，定期从Name Server获取Topic路由信息，并向提供Topic的Master、Slave建立长连接，且定时向Master、Slave发送心跳。
• Producer：Producer与Name Server集群中的其中一个节点（随机选择，但不同于上一次）建立长连接，定期从Name Server取Topic路由信息，并向提供Topic服务的Master建立连接，且定时向Master发送心

存储模型

RocketMQ中的消息数据存储，采用了零拷贝技术，RocketMQ的消息的存储是由ConsumeQueue和CommitLog 配合来完成的，ConsumeQueue中只存储很少的数据，消息主体都是通过CommitLog来进行读写。

• CommitLog：是消息主体以及元数据的存储主体，对CommitLog建立一个ConsumeQueue，每个ConsumeQueue对应一个（概念模型中的）MessageQueue，所以只要有Commit Log在，Consume Queue即使数据丢失，仍然可以恢复出来。
• Consume Queue：是一个消息的逻辑队列，存储了这个Queue在CommitLog中的起始offset，log大小和MessageTag的hashCode。每个Topic下的每个Queue都有一个对应的ConsumerQueue文件，例如Topic中有三个队列，每个队列中的消息索引都会有一个编号，编号从0开始，往上递增。并由此一个位点offset的概念，有了这个概念，就可以对Consumer端的消费情况进行队列定义。

RocketMQ 为了提高性能，会尽可能地保证 磁盘的顺序写。消息在通过 Producer 写入 RocketMQ 的时候，有两种写磁盘方式，分别是同步刷盘与异步刷盘。

• 同步刷盘：在返回写成功状态时，消息已经被写入磁盘 。具体流程是：消息写入内存的 PAGECACHE 后，立刻通知刷盘线程刷盘，然后等待刷盘完成，刷盘线程执行完成后唤醒等待的线程，返回消息写成功的状态 。
• 异步刷盘：在返回写成功状态时，消息可能只是被写入了内存的 PAGECACHE，写操作的返回快，吞吐量大当内存里的消息量积累到一定程度时，统一触发写磁盘动作，快速写入。

总结

RabbitMQ是基于AMQP 协议的 具有跨语言的特性，支持多种开发语言,基于erlang语言编写,天生具有高并发，RocketMQ是基于JMS的 是阿里巴巴旗下开发的mq,只能用java语言,声称可用性极高,消息从来不会丢失。数据可靠性RabbitMQ具备多副本机制，数据可靠性较高，RocketMQ支持异步实时刷盘，同步刷盘，同步Replication，异步Replication，可用性方面。RabbitMQ支持集群部署，集群节点数量有多种规格。RocketMQ是分布式架构，可用性高。RabbitMQ不支持延迟队列（定时消息）、消息过滤、消息回溯、消息保留。