消息mq
生产者保证100%的消息投递。事务消息机制。
消费者需要保证幂等消费。唯一id+业务自己实现的幂等。
ACK (Acknowledgement)即是确认字符,在数据通信中,接收站发给发送站的一种传输类控制字符。表示发来的数据已确认接收无误。
到底什么时候该使用MQ?
缘起
一切脱离业务的架构设计与新技术引入都是耍流氓。
引入一个技术之前,首先应该解答的问题是,这个技术解决什么问题。
MQ是干嘛的
消息总线(Message Queue),后文称MQ,是一种跨进程的通信机制,用于上下游传递消息。
在互联网架构中,MQ是一种非常常见的上下游“逻辑解耦+物理解耦”的消息通信服务。 使用了MQ之后,消息发送上游只需要依赖MQ,逻辑上和物理上都不用依赖其他服务。
什么时候不使用消息总线
既然MQ是互联网分层架构中的解耦利器,那所有通讯都使用MQ岂不是很好?这是一个严重的误区,调用与被调用的关系,是无法被MQ取代的。
MQ的不足是: 1)系统更复杂,多了一个MQ组件 2)消息传递路径更长,延时会增加 3)消息可靠性和重复性互为矛盾,消息不丢不重难以同时保证 4)上游无法知道下游的执行结果,这一点是很致命的
举个栗子:用户登录场景,登录页面调用passport服务,passport服务的执行结果直接影响登录结果,此处的“登录页面”与“passport服务”就必须使用调用关系,而不能使用MQ通信。
无论如何,记住这个结论:调用方实时依赖执行结果的业务场景,请使用调用,而不是MQ。
什么时候使用MQ
【典型场景一:数据驱动的任务依赖】
什么是任务依赖,举个栗子,互联网公司经常在凌晨进行一些数据统计任务,这些任务之间有一定的依赖关系,比如:
1)task3需要使用task2的输出作为输入
2)task2需要使用task1的输出作为输入 这样的话,tast1, task2, task3之间就有任务依赖关系,必须task1先执行,再task2执行,载task3执行。
对于这类需求,常见的实现方式是,使用cron人工排执行时间表:
1)task1,0:00执行,经验执行时间为50分钟
2)task2,1:00执行(为task1预留10分钟buffer),经验执行时间也是50分钟
3)task3,2:00执行(为task2预留10分钟buffer)
这种方法的坏处是:
1)如果有一个任务执行时间超过了预留buffer的时间,将会得到错误的结果,因为后置任务不清楚前置任务是否执行成功,此时要手动重跑任务,还有可能要调整排班表 2)总任务的执行时间很长,总是要预留很多buffer,如果前置任务提前完成,后置任务不会提前开始
3)如果一个任务被多个任务依赖,这个任务将会称为关键路径,排班表很难体现依赖关系,容易出错
4)如果有一个任务的执行时间要调整,将会有多个任务的执行时间要调整
无论如何,采用“cron排班表”的方法,各任务耦合,谁用过谁痛谁知道(采用此法的请评论留言)
优化方案是,采用MQ解耦:
1)task1准时开始,结束后发一个“task1 done”的消息
2)task2订阅“task1 done”的消息,收到消息后第一时间启动执行,结束后发一个“task2 done”的消息
3) task3同理
采用MQ的优点是:
1)不需要预留buffer,上游任务执行完,下游任务总会在第一时间被执行
2)依赖多个任务,被多个任务依赖都很好处理,只需要订阅相关消息即可
3)有任务执行时间变化,下游任务都不需要调整执行时间
需要特别说明的是,MQ只用来传递上游任务执行完成的消息,并不用于传递真正的输入输出数据。
【典型场景二:上游不关心执行结果】
上游需要关注执行结果时要用“调用”,上游不关注执行结果时,就可以使用MQ了。
举个栗子,58同城的很多下游需要关注“用户发布帖子”这个事件,比如招聘用户发布帖子后,招聘业务要奖励58豆,房产用户发布帖子后,房产业务要送2个置顶,二手用户发布帖子后,二手业务要修改用户统计数据。
对于这类需求,常见的实现方式是,使用调用关系: 帖子发布服务执行完成之后,调用下游招聘业务、房产业务、二手业务,来完成消息的通知,但事实上,这个通知是否正常正确的执行,帖子发布服务根本不关注。
这种方法的坏处是:
1)帖子发布流程的执行时间增加了
2)下游服务当机,可能导致帖子发布服务受影响,上下游逻辑+物理依赖严重
3)每当增加一个需要知道“帖子发布成功”信息的下游,修改代码的是帖子发布服务,这一点是最恶心的,属于架构设计中典型的依赖倒转,谁用过谁痛谁知道(采用此法的请评论留言)
优化方案是,采用MQ解耦:
1)帖子发布成功后,向MQ发一个消息
2)哪个下游关注“帖子发布成功”的消息,主动去MQ订阅
采用MQ的优点是:
1)上游执行时间短
2)上下游逻辑+物理解耦,除了与MQ有物理连接,模块之间都不相互依赖
3)新增一个下游消息关注方,上游不需要修改任何代码
【典型场景三:上游关注执行结果,但执行时间很长】
有时候上游需要关注执行结果,但执行结果时间很长(典型的是调用离线处理,或者跨公网调用),也经常使用回调网关+MQ来解耦。
举个栗子,微信支付,跨公网调用微信的接口,执行时间会比较长,但调用方又非常关注执行结果,此时一般怎么玩呢?
一般采用“回调网关+MQ”方案来解耦:
1)调用方直接跨公网调用微信接口
2)微信返回调用成功,此时并不代表返回成功
3)微信执行完成后,回调统一网关
4)网关将返回结果通知MQ 5)请求方收到结果通知
这里需要注意的是,不应该由回调网关来调用上游来通知结果,如果是这样的话,每次新增调用方,回调网关都需要修改代码,仍然会反向依赖,使用回调网关+MQ的方案,新增任何对微信支付的调用,都不需要修改代码啦。
总结
MQ是一个互联网架构中常见的解耦利器。
什么时候不使用MQ?
上游实时关注执行结果
什么时候使用MQ?
1)数据驱动的任务依赖
2)上游不关心多下游执行结果
3)异步返回执行时间长
1分钟实现“延迟消息”功能
缘起
很多时候,业务有“在一段时间之后,完成一个工作任务”的需求。
例如:滴滴打车订单完成后,如果用户一直不评价,48小时后会将自动评价为5星。 一般来说怎么实现这类“48小时后自动评价为5星”需求呢?
常见方案:启动一个cron定时任务,每小时跑一次,将完成时间超过48小时的订单取出,置为5星,并把评价状态置为已评价。
假设订单表的结构为:t_order(oid, finish_time, stars, status, …),更具体的,定时任务每隔一个小时会这么做一次:
``select oid from t_order where finish_time > 48hours and status=0;
update t_order set stars=5 and status=1 where oid in[…];
如果数据量很大,需要分页查询,分页update,这将会是一个for循环。
方案的不足:
(1)轮询效率比较低
(2)每次扫库,已经被执行过记录,仍然会被扫描(只是不会出现在结果集中),有重复计算的嫌疑
(3)时效性不够好,如果每小时轮询一次,最差的情况下,时间误差会达到1小时
(4)如果通过增加cron轮询频率来减少(3)中的时间误差,(1)中轮询低效和(2)中重复计算的问题会进一步凸显
如何利用“延时消息”,对于每个任务只触发一次,保证效率的同时保证实时性,是今天要讨论的问题。
高效延时消息设计与实现
高效延时消息,包含两个重要的数据结构:
(1)环形队列,例如可以创建一个包含3600个slot的环形队列(本质是个数组)
(2)任务集合,环上每一个slot是一个Set
同时,启动一个timer,这个timer每隔1s,在上述环形队列中移动一格,有一个Current Index指针来标识正在检测的slot。
Task结构中有两个很重要的属性:
(1)Cycle-Num:当Current Index第几圈扫描到这个Slot时,执行任务
(2)Task-Function:需要执行的任务指针
假设当前Current Index指向第一格,当有延时消息到达之后,例如希望3610秒之后,触发一个延时消息任务,只需:
(1)计算这个Task应该放在哪一个slot,现在指向1,3610秒之后,应该是第11格,所以这个Task应该放在第11个slot的Set中
(2)计算这个Task的Cycle-Num,由于环形队列是3600格(每秒移动一格,正好1小时),这个任务是3610秒后执行,所以应该绕3610/3600=1圈之后再执行,于是Cycle-Num=1
Current Index不停的移动,每秒移动到一个新slot,这个slot中对应。