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Java崗大廠面試百日沖刺 - 榷訓月累,每日三題【Day31】—— 訊息佇列1

2021-08-04 07:35:23 後端開發

??大家好,我是陳哈哈,北漂五年,相信大家和我一樣,都有一個大廠夢,作為一名資深Java選手,深知面試重要性,接下來我準備用100天時間,基于Java崗面試中的高頻面試題,以每日3題的形式,帶你過一遍熱門面試題及恰如其分的解答,

??一路走來,隨著問題加深,發現不會的也愈來愈多,但底氣著實足了不少,相信不少朋友和我一樣,榷訓月累才是最有效的學習方式!想起高三時一個同學的座右銘:只有沉下去,才能浮上來,共勉(juan),

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坐標:日本 名古屋 小巷

作者:唐伯虎點香煙


車票

  • 面試題1:說說你對訊息佇列的理解,訊息佇列為了解決什么問題?
    • 追問1:訊息佇列有什么優缺點
  • 面試題2:對于訊息中間機,你們是怎么做技術選型的?
  • 面試題3:如何確保訊息正確地發送至 RabbitMQ?如何確保訊息接收方消費了訊息?
    • 追問1:如何保證MQ訊息的可靠傳輸?
  • 每日小結


??本欄目Java開發崗高頻面試題主要出自以下各技術堆疊:Java基礎知識集合容器并發編程JVMSpring全家桶MyBatis等ORMapping框架MySQL資料庫Redis快取RabbitMQ訊息佇列Linux操作技巧等,

??我們面試中常會被問到訊息佇列相關問題,但一般沒有過于深入原理的,因為進了公司后大多時候佇列都有專門的中間機組或人專門處理,基本輪不到咱們的~因此面試官主要還是想看你對佇列這塊兒的理解程度 以及 是否真會玩兒這個,就完了,因此不建議花費大量時間去深入研究原理,,有空多看看JVM和并發不香么,

??個人理解,面試主要考察MQ的點大概包括:你丫之前系統為啥要用訊息佇列?是咋用的?你會玩兒么,還是用別人玩兒剩下的?為啥選擇了這個MQ?常見的問題都知道咋整不?出問題你習慣背鍋還是甩鍋?,,,🙂🙂🙂

  • 感覺認識到位的同學請點個贊~~

面試題1:說說你對訊息佇列的理解,訊息佇列為了解決什么問題?

??我們公司業務系統一開始體量較小,很多組件都是單機版就足夠,后來隨著用戶量逐漸擴大,我們程式也采用了微服務的設計思想,把很多服務進行了拆分,但后來在一些秒殺搶票活動或高頻業務中,服務依舊扛不住大量QPS,因此我們引入了訊息佇列來優化該類問題,

??訊息佇列應用的場景大致分為三類:解耦、異步、削峰

解耦

??訊息佇列類似設計模式中的觀察者模式(Observer)發布-訂閱模式(Pub-Sub)生產者生成和發送訊息到訊息佇列消費者訊息佇列中取走訊息進行處理,稱為消費,使用訊息佇列將“生產者”和“消費者”之間的操作關聯解耦,易于擴展,

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??比如系統A為支付系統,一開始用戶支付完呼叫日志記錄系統B記錄就完了,后來內容越來越多,支付完成要呼叫加積分系統C、短信通知系統D、優惠券系統E等等…

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??這個場景中,A 系統跟其它各種亂七八糟的系統嚴重耦合,A 系統產生一條支付成功的資料,很多系統介面都需要 A 系統呼叫把支付成功的資料發送過去,A 系統程式員要時刻考慮這些問題:

  • 其他系統如果掛了該咋辦?是不是直接程式拋例外了?
  • 一天到晚加業務,每次都重新部署?領導是不是狗?

??那如果引入 MQ,A 系統產生一條資料,發送到 MQ 里面去,每個子系統加上對訊息佇列中支付成功訊息的訂閱,持續監聽就可以了,哪個系統需要資料自己去 MQ 里面消費,如果新系統需要資料,直接從 MQ 里消費即可;如果某個系統不需要這條資料了,就取消對 MQ 訊息的消費即可,

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??這樣下來,A系統壓根兒不需要去考慮要給誰發送資料,不需要維護這個代碼,也不需要考慮人家是否呼叫成功、失敗超時等情況,我只負責把支付成功的資訊放到MQ里就行了,至于能否正常加積分、能否正常短信通知,管我鳥事!~~可見,通過一個 MQ,Pub/Sub 發布訂閱訊息這么一個模型,A 系統就跟其它系統徹底解耦了,

面試官:哦,那我聽出來了,你這是喜歡甩鍋啊!來,簡歷還你,

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我:額,,不,我開玩笑的,當然不能這樣做,這里其實涉及到MQ在分布式事務中資料一致性的問題;聽我跟您解釋,

資料一致性

??這個其實是分布式服務本身就存在的一個問題,不僅僅是訊息佇列的問題,但是放在這里說是因為用了訊息佇列這個問題會更明顯,

??就像咱們上面說的,你支付成功的服務自己保證自己的邏輯成功處理了,你成功發了訊息,但是短信系統,積分系統等等這么多系統,他們成功還是失敗你就不管了?當然不行,這樣坑隊友的行為,狄大人都幫不了你~

??怎么辦?那就把所有的服務都放到一個事務里,所有都成功成功才能算這一次下單是成功的,要成功一起成功,要失敗一起失敗,

異步

??A 系統接收一個請求,需要在自己本地寫庫,還需要在 BCD 三個系統寫庫,自己本地寫庫要 3ms,BCD 三個系統分別寫庫要 300ms、400ms、200ms,最終請求總延時是 3 + 300 + 400 + 200 = 903ms,接近 1秒,用戶感覺搞個毛線?慢的一批,

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??一般互聯網類的企業,對于用戶直接的操作,一般要求是每個請求都必須在 200 ms 以內完成,對用戶幾乎是無感知的,如果1秒足以說明該系統不可用,垃圾系統,

??如果這里使用了訊息佇列,那么 A 系統連續發送 3 條訊息到 MQ 佇列中,假如耗時 5ms,A 系統從接受一個請求到回傳回應給用戶,總時長是 3 + 5 = 8ms,對于用戶而言,其實感覺上就是點個按鈕,8ms 以后就直接回傳了,體驗感很好

削峰

??比如我們系統有代售搶票業務,平時每天QPS也就50左右,A 系統風平浪靜,結果每次一到春運搶票,每秒并發請求數量突然會暴增到10000以上,但是系統是直接基于 MySQL 的,大量的請求直接打到 MySQL,比如一般MySQL能抗2000條請求,現在每秒10000 條 SQL,可能就直接把 MySQL 給打死了,導致系統崩潰,但是高峰期一過就又沒人了,QPS回到50,對整個系統幾乎沒有任何的壓力,

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??如果這里使用 MQ,每秒 1w 個請求寫入 MQ,A 系統每秒鐘最多處理 2000 個請求,因為 MySQL 每秒鐘最多處理 2k 個,A 系統從 MQ 中慢慢拉取請求,每秒鐘就拉取 2k 個請求,不要超過自己每秒能處理的最大請求數量就 ok了,這樣下來,哪怕是高峰期的時候,A 系統也不會掛掉,當然了,用戶的回應時間肯定會受影響,畢竟秒殺嘛,只要把前多少條請求處理好,其余的搶票失敗就行了,

??另外,MQ 每秒鐘 1w 個請求進來,只處理 2k 個請求出去,結果會導致在中午高峰期,可能有幾十萬甚至幾百萬的請求積壓在 MQ 中

??這個短暫的高峰期積壓是 ok 的,因為高峰期過了之后,每秒鐘就 50 個請求進 MQ,但是A 系統依然會按照每秒 2k 個請求的速度在處理,所以說,只要高峰期一過,A 系統就會快速將積壓的訊息給消費掉,

追問1:訊息佇列有什么優缺點

  • 系統可用性降低

??系統引入的外部依賴越多,越容易掛掉,本來你就是 A 系統呼叫 BCD 三個系統的介面就好了,人 ABCD 四個系統好好的,沒啥問題,你偏加個 MQ 進來,萬一 MQ 掛了咋整,MQ 一掛,整套系統崩潰的,你不就完了?如何保證訊息佇列的高可用?

  • 系統復雜度提高

??硬生生加個 MQ 進來,你怎么保證訊息一定被消費?如何避免訊息重復投遞或重復消費?資料丟失怎么辦?怎么保證訊息傳遞的順序性?

  • 一致性問題

??A 系統處理完了直接回傳成功了,人都以為你這個請求就成功了;但是問題是,要是 BCD 三個系統那里,BD 兩個系統寫庫成功了,結果 C 系統寫庫失敗了,咋整?你這資料就不一致了,


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課間休息,又來秀一下來自咱們群里同學的搬磚工地,坐標:香港

作者:竹蜻蜓不會飛


面試題2:對于訊息中間機,你們是怎么做技術選型的?

??目前市面上比較主流的訊息佇列中間件主要有,Kafka、ActiveMQ、RabbitMQ、RocketMQ 等,

??ActiveMQ和RabbitMQ這兩由于吞吐量的原因,只有業務體量一般的公司在用,RabbitMQ由于是erlang語言開發的,我們都不了解,因此擴展和維護成本都很高,查個問題都頭疼,

??Kafka和RocketMQ一直在各自擅長的領域發光發亮,兩者的吞吐量、可靠性、時效性等都很可觀,

我們通過圖表看看這幾個訊息中間機的對比:

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??大家其實一下子就能看到差距了,就拿吞吐量來說,早期比較活躍的ActiveMQ 和RabbitMQ基本上不是后兩者的對手了,在現在這樣大資料的年代吞吐量是真的很重要,


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課間休息,又來秀一下來自咱們群里同學的搬磚工地,坐標:廈門

作者:曉海wiley


面試題3:如何確保訊息正確地發送至 RabbitMQ?如何確保訊息接收方消費了訊息?

發送方確認模式

??將信道設定成confirm模式(發送方確認模式),則所有在信道上發布的訊息都會被指派一個唯一的ID

??一旦訊息被投遞到目的佇列后,或者訊息被寫入磁盤后(可持久化的訊息),信道會發送一個確認給生產者(包含訊息唯一ID)

??如果RabbitMQ發生內部錯誤從而導致訊息丟失,會發送一條Nack(not acknowledged,未確認)訊息,

??發送方確認模式是異步的,生產者應用程式在等待確認的同時,可以繼續發送訊息,當確認訊息到達生產者應用程式,生產者應用程式的回呼方法就會被觸發來處理確認訊息,

接收方確認機制

??消費者接收每一條訊息后都必須進行確認(訊息接收和訊息確認是兩個不同操作),只有消費者確認了訊息,RabbitMQ才能安全地把訊息從佇列中洗掉

??這里并沒有用到超時機制,RabbitMQ僅通過Consumer的連接中斷來確認是否需要重新發送訊息,也就是說,只要連接不中斷,RabbitMQ給了Consumer足夠長的時間來處理訊息,保證資料的最終一致性

追問1:如何保證MQ訊息的可靠傳輸?

??以我們常用的RabbitMQ為例,訊息不可靠的情況可能是訊息丟失,劫持等原因;

??丟失又分為:生產者丟失訊息、訊息佇列丟失訊息、消費者丟失訊息;

??生產者丟失訊息:從生產者弄丟資料這個角度來看,RabbitMQ提供confirm模式來確保生產者不丟訊息;

??confirm模式用的居多:一旦channel進入confirm模式,所有在該信道上發布的訊息都將會被指派一個唯一的ID(從1開始),一旦訊息被投遞到所有匹配的佇列之后;RabbitMQ就會發送一個ACK給生產者(包含訊息的唯一ID),這就使得生產者知道訊息已經正確到達目的佇列了;

??如果rabbitMQ沒能處理該訊息,則會發送一個Nack訊息給你,你可以進行重試操作,

??訊息佇列丟資料:訊息持久化,

??處理訊息佇列丟資料的情況,一般是開啟持久化磁盤的配置,

??持久化配置和confirm機制配合使用,在訊息持久化磁盤后,再給生產者發送一個Ack信號,

??這樣,如果訊息持久化磁盤之前,rabbitMQ陣亡了,那么生產者收不到Ack信號,生產者會自動重發

面試官:那你說說如何避免訊息重復投遞或重復消費?訊息是基于什么傳輸的?

我:今天累了,不想說了,下次吧~

面試官:???

我:對了,簡歷給我來,

面試官:嘶~

我:怎么,玩不起了?

每日小結

??今天我們復習了面試中常考的訊息佇列相關的三個問題,你做到心中有數了么?對了,如果你的朋友也在準備面試,請將這個系列扔給他,如果他認真對待,肯定會感謝你的!!好了,今天就到這里,學廢了的同學,記得在評論區留言:打卡,,給同學們以激勵,

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