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該如何選擇訊息佇列?

2020-09-15 07:46:41 軟體設計

在高并發業務場景下,訊息佇列在流量削峰、解耦上有不可替代的作用,當前使用較多的訊息佇列有 RabbitMQ、RocketMQ、ActiveMQ、Kafka、ZeroMQ、Pulsar 等,

訊息佇列這么多,到底該選擇哪款訊息佇列呢?

選擇訊息佇列的基本標準

雖然這些訊息佇列在功能和特性方面各有優劣,但我們在選擇的時候要有一個基本標準,

首先,必須是開源的產品,開源意味著,如果有一天你使用的訊息佇列遇到了一個影響你系統業務的 Bug,至少還有機會通過修改源代碼來迅速修復或規避這個 Bug,解決你的系統的問題,而不是等待開發者發布的下一個版本來解決,

其次,這個產品必須是近年來比較流行并且有一定社區活躍度的產品,流行的好處是,只要使用場景不太冷門,遇到 Bug 的概率會非常低,因為大部分遇到的 Bug,其他人早就遇到并且修復了,在使用程序中遇到的一些問題,也比較容易在網上搜索到類似的問題,然后很快的找到解決方案,還有一個優勢就是,流行的產品與周邊生態系統會有一個比較好的集成和兼容,

最后,作為一款及格的訊息佇列,必須具備的幾個特性包括:

  • 訊息的可靠傳遞:確保不丟訊息;
  • Cluster:支持集群,確保不會因為某個節點宕機導致服務不可用,當然也不能丟訊息;
  • 性能:具備足夠好的性能,能滿足絕大多數場景的性能要求,

接下來看一下有哪些符合上面這些條件,可供選擇的開源訊息佇列,

RabbitMQ

RabbitMQ

首先,我們來看下訊息佇列 RabbitMQ,RabbitMQ 于 2007 年發布,是使用 Erlang 編程語言撰寫的,最早是為電信行業系統之間的可靠通信設計的,也是少數幾個支持 AMQP 協議的訊息佇列之一,

RabbitMQ:輕量級、迅捷,它的宣傳口號,也很明確地表明了 RabbitMQ 的特點:Messaging that just works,開箱即用的訊息佇列,也就是說,RabbitMQ 是一個相當輕量級的訊息佇列,非常容易部署和使用,

RabbitMQ 一個比較有特色的功能是支持非常靈活的路由配置,和其他訊息佇列不同的是,它在生產者(Producer)和佇列(Queue)之間增加了一個 Exchange 模塊,可以理解為交換機,

Exchange 模塊的作用和交換機非常相似,根據配置的路由規則將生產者發出的訊息分發到不同的佇列中,路由的規則也非常靈活,甚至可以自己來實作路由規則,如果正好需要這個功能,RabbitMQ 是個不錯的選擇,

RabbitMQ 的客戶端支持的編程語言大概是所有訊息佇列中最多的,

接下來說下 RabbitMQ 的幾個問題:

  1. RabbitMQ 對訊息堆積的支持并不好,當大量訊息積壓的時候,會導致 RabbitMQ 的性能急劇下降,
  2. RabbitMQ 的性能是這幾個訊息佇列中最差的,大概每秒鐘可以處理幾萬到十幾萬條訊息,如果應用對訊息佇列的性能要求非常高,那不要選擇 RabbitMQ,
  3. RabbitMQ 使用的編程語言 Erlang,擴展和二次開發成本高,

RocketMQ

RocketMQ

RocketMQ 是阿里巴巴在 2012 年開源的訊息佇列產品,用 Java 語言實作,在設計時參考了 Kafka,并做出了自己的一些改進,后來捐贈給 Apache 軟體基金會,2017 正式畢業,成為 Apache 的頂級專案,RocketMQ 在阿里內部被廣泛應用在訂單,交易,充值,流計算,訊息推送,日志流式處理,Binglog 分發等場景,經歷過多次雙十一考驗,它的性能、穩定性和可靠性都是值得信賴的,

RocketMQ 有著不錯的性能,穩定性和可靠性,具備一個現代的訊息佇列應該有的幾乎全部功能和特性,并且它還在持續的成長中,

RocketMQ 有非常活躍的中文社區,大多數問題可以找到中文的答案,RocketMQ 使用 Java 語言開發,源代碼相對比較容易讀懂,容易對 RocketMQ 進行擴展或者二次開發,

RocketMQ 對在線業務的回應時延做了很多的優化,大多數情況下可以做到毫秒級的回應,如果你的應用場景很在意回應時延,那應該選擇使用 RocketMQ,

RocketMQ 的性能比 RabbitMQ 要高一個數量級,每秒鐘大概能處理幾十萬條訊息,

RocketMQ 的劣勢是與周邊生態系統的集成和兼容程度不夠,

Kafka

Kafka

Apache Kafka 是一個分布式訊息發布訂閱系統,它最初由 LinkedIn 公司基于獨特的設計實作為一個分布式的日志提交系統,之后成為 Apache 專案的一部分,

在早期的版本中,為了獲得極致的性能,在設計方面做了很多的犧牲,比如不保證訊息的可靠性,可能會丟失訊息,也不支持集群,功能上也比較簡陋,這些犧牲對于處理海量日志這個特定的場景都是可以接受的,

但是,隨后幾年 Kafka 逐步補齊了這些短板,當下的 Kafka 已經發展為一個非常成熟的訊息佇列產品,無論在資料可靠性、穩定性和功能特性等方面都可以滿足絕大多數場景的需求,

Kafka 與周邊生態系統的兼容性是最好的沒有之一,尤其在大資料和流計算領域,幾乎所有的相關開源軟體系統都會優先支持 Kafka,

Kafka 性能高效、可擴展良好并且可持久化,它的磁區特性,可復制和可容錯都是不錯的特性,

Kafka 使用 Scala 和 Java 語言開發,設計上大量使用了批量和異步的思想,使得 Kafka 能做到超高的性能,Kafka 的性能,尤其是異步收發的性能,是三者中最好的,但與 RocketMQ 并沒有量級上的差異,大約每秒鐘可以處理幾十萬條訊息,

在有足夠的客戶端并發進行異步批量發送,并且開啟壓縮的情況下,Kafka 的極限處理能力可以超過每秒 2000 萬條訊息,

但是 Kafka 異步批量的設計帶來的問題是,它的同步收發訊息的回應時延比較高,因為當客戶端發送一條訊息的時候,Kafka 并不會立即發送出去,而是要等一會兒攢一批再發送,在它的 Broker 中,很多地方都會使用這種先攢一波再一起處理的設計,當你的業務場景中,每秒鐘訊息數量沒有那么多的時候,Kafka 的時延反而會比較高,所以,Kafka 不太適合在線業務場景,

訊息佇列對比

Kafka RocketMQ RabbitMQ
單機吞吐量 十萬級 十萬級 萬級
開發語言 Java & Scala Java Erlang
訊息延遲 毫秒級 毫秒級 微秒級
訊息丟失 引數優化配置后可做到0丟失 引數優化配置后可做到0丟失 有較低的概率丟失
消費模式 Pull Pull+Push Pull+Push
topic數量對吞吐量的影響 topic達到幾十,幾百個時,吞吐量會大幅度下降 topic達到幾百,幾千個時,吞吐量會有較小幅度的下降 \
可用性 非常高(分布式) 非常高(主從) 高(主從)
總結 吞吐量高,微秒級延時,分布式高可用,最好是支持較少topic數量,會有訊息重復現象 可支撐大規模topic數量,方便二次開發和擴展 不支持集群動態擴容,擴展和二次開發難

總結

本文分別介紹了 RabbitMQ,RocketMQ 和 Kafka 幾種常見的訊息佇列,闡述了各種訊息佇列的主要特點和優劣勢,

在了解了上面這些開源訊息佇列各自的特點和優劣勢后,對于訊息佇列及相關技術選型,相信你會有更深入的理解和認識,以下幾條選擇的建議可以參考:

  • 如果訊息佇列不是將要構建系統的重點,對訊息佇列功能和性能沒有很高的要求,只需要一個快速上手易于維護的訊息佇列,建議使用 RabbitMQ,
  • 如果系統使用訊息佇列主要場景是處理在線業務,比如在交易系統中用訊息佇列傳遞訂單,需要低延遲和高穩定性,建議使用 RocketMQ,
  • 如果需要處理海量的訊息,像收集日志、監控資訊或是埋點這類資料,或是你的應用場景大量使用了大資料、流計算相關的開源產品,那 Kafka 是最適合的訊息佇列,

每一個訊息佇列都有自己的優劣勢,需要根據現有系統的情況,選擇最適合的訊息佇列,更多細節和原理性的東西,還需在實踐中見真知!

參考

http://1t.click/aA3A

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