kafka学习（七）：消息队列与JMS

本是古典何须时尚 2023-09-25 13:18 41阅读 0赞

## 1、消息队列 ##

我们可以把消息队列比作是一个存放消息的容器，当我们需要使用消息的时候可以取出消息供自己使用。

### 1.1、消息队列有什么用？ ###

消息队列是分布式系统中重要的组件，使用消息队列主要是为了通过异步处理提高系统性能和削峰、降低系统耦合性。

### 1.2、消息队列的两种模式 ###

**点对点模式**

应用程序由：消息队列，发送方，接收方组成。

每个消息都被发送到一个特定的队列，接收者从队列中获取消息。队列保留着消息，直到他们被消费或超时。

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**发布订阅模式**

应用程序有由：主题（Topic）、发布者(Publisher)、订阅者(Subscriber)构成。

发布者发布一个消息，该消息通过topic传递给所有的客户端。该模式下，发布者与订阅者都是匿名的，即发布者与订阅者都不知道对方是谁。并且可以动态的发布与订阅Topic。

Topic主要用于保存和传递消息，且会一直保存消息直到消息被传递给客户端。

### **1.3、为什么需要消息队列** ###

消息队列的核心作用就是三点：解耦一个系统中各个子模块的互相绑定与依赖，异步执行后台耗时逻辑，并行处理一个请求中涉及的多个操作。

以我们常见的下订单场景来说明，我们熟悉的淘宝，后台运作着成千上百的子系统，一个简单的加入购物车并下单的操作，后台要经过购物车存储记录，计费中心计算总值，订单中心处理订单，后转交仓库处理等等子系统的逻辑，如果每下单一件物品，都要等所有流程跑完，再返回下单成功的提示，那用户体验是极差的，因为在多个子系统的信息传递和处理会带来时间上的巨大开销。同时这样的架构设计也是不合理的，各个子系统会存在互相依赖甚至循环依赖的情况，在子系统日益增多的场景下，这样的一个庞大系统是难以维护的。

而我们现实的体验是，每次一点击下单，马上就返回了订单处理成功的提示。那是因为淘宝后台广泛的使用了消息中间件，将订单信息以消息的形式发送到MQ消息中间件。而后台所有子系统各自独立运作，通过收发消息来并行的对订单作存储，计费，入库，出库操作，这样极大的提高了系统的灵活性，减少用户等待提示的时间，带来了更好的用户体验。

## 2、**JMS规范** ##

**JMS是什么：**JMS是Java消息服务（Java Message Service）应用程序接口，是一个Java平台中关于面向消息中间件（MOM）的API，类似于JDBC。即：Java提供的一套技术规范和关于消息中间件的协议。

**JMS干什么用**：通过生产者Producer，消息服务器，以及消费者通力合作，使异构系统能进行集成通信，缓解系统瓶颈，提高系统的伸缩性增强系统用户体验，使得系统模块化和组件化变得可行并更加灵活，其中生产者，消息服务器，以及消费者的工作模型如下：

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用于在两个应用程序之间，或分布式系统中发送消息，进行异步通信。它提供创建、发送、接收、读取消息的服务。由Sun公司和它的合作伙伴设计的应用程序接口和相应语法，使得Java程序能够和其他消息组件进行通信。

>  JMS是一个**消息服务的标准或者说是规范**，允许应用程序组件基于JavaEE平台创建、发送、接收和读取消息。它使分布式通信，耦合度更低，消息服务更加可靠以及异步性。

介绍到这里，应该明白了消息队列和JMS的区别了吧？

> **消息队列：计算机科学中，A和B进行通信的一种方式。**
> 
> **JMS：java平台之间分布式通信的一种标准或者规范。**

### 2.1、**JMS的消息传输模型** ###

点对点，发布订阅，消息队列中已经说的很清楚了，这里就不重复说了。

### 2.2、**JMS核心组件** ###

*  Destination 消息发送的目的地。
 *  message 被发送的消息
 *  producer 消息的生产者，发送消息必须通过生产者来发送
 *  consumer 与生产者对应，这是消息的消费者和接收者，通过它来接收一个消息

![format_png][]

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <th>接口名称</th> 
   <th style="width:120px;">p2p</th> 
   <th style="width:170px;">pub/sub</th> 
   <th style="width:212px;">备注</th> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>connectionFactory</td> 
   <td style="width:120px;">queueConnectionFactory</td> 
   <td style="width:170px;">TopicConnectionFactory</td> 
   <td style="width:212px;">基于工厂模式，创建和jms提供者之间的链接，需要制定链接的url和协议，任何jms客户端和jms提供者之间的交互，都必须要制定链接</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Destination</td> 
   <td style="width:120px;">queue</td> 
   <td style="width:170px;">topic</td> 
   <td style="width:212px;">”目的地“ jms提供者用于标记消息所属类型的标记</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>connection</td> 
   <td style="width:120px;">queueConnection</td> 
   <td style="width:170px;">topicConnection</td> 
   <td style="width:212px;">”链接“用于描述一个具体的链接入udp和tcp，任何交互数据都需要通过这个链接进行，jms实现者定义数据格式（协议），在物理层用于区分jms客户端，一般而言，一个应用只有一个“链接”。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>session</td> 
   <td style="width:120px;">queueSession</td> 
   <td style="width:170px;">topicSession</td> 
   <td style="width:212px;">”会话“，在逻辑上用于区分jms客户端，因为链接可被共用已提高网络利用率，每个session可以支持相对独立的事务和相关属性，每个session都有ID</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>message</td> 
   <td style="width:120px;"></td> 
   <td style="width:170px;"></td> 
   <td style="width:212px;">"消息"，jms api中提供了多种message类型，它们有各自的”序列化/反序列化“机制；消息中可以包含多种jms属性以及客户端自定义的消息属性和内容</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>producer</td> 
   <td style="width:120px;">queueSender</td> 
   <td style="width:170px;">TopicPublisher</td> 
   <td style="width:212px;">“生产者”，一种可以向jms提供者提交消息的客户端类型</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>consumer</td> 
   <td style="width:120px;">queueReceiver</td> 
   <td style="width:170px;">TopicSubscriber</td> 
   <td style="width:212px;">”消费者“一种可以向jms获取消息的客户端类型</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

### 2.3、JMS的可靠性 ###

JMS提供了持续化/ack确认机制/事务 来保证消息的可靠性（防止消息丢失，消息的重复消费）

*  持久化
    
     *  当服务宕机时，数据不丢失，会保存在服务器本地，持久化可以保证消息在未被消费方消费前不丢失，默认为持久化传送模式，保证消息只被传输一次和消费一次，可靠性是优先考虑因素。
     *  topic持久化，消费者需要在MQ注册一个自己的身份id标识，在消费者宕机时，生产者会为对应的id保留数据。
 *  事务
    
     *  acid生产者消费者为了保证多条消息发送保证同步提交和同步消费，可以开启事务功能，需要提交事务，

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*  从发送这角度来看，jms提供者为这组消息提供了高速缓存，知道执行commit为止，如果发生了故障或者执行了rollback操作，这些消息就会丢弃，在一个事务中传送给消息服务器的消息，它并不会转发给消费者，直到生产者生产完消息并执行了commit操作为止。
 *  从消费者角度来看，jms支持事务的接收，jms提供者在提供这些消息给消费者时，消费者消费这些消息要么全部接收，要么一条也不接收，这些消息会尽快传给接收者，但是它们一直由jms提供者保存，直到接收者在会话对象上执行commit为止，如果发送发生了故障或者执行了rollback操作，提供者会试图重新发送消息，在这种情况下，这些消息会设置重新传送标记。

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*  ACK确认机制
    
     *  1.自动ack消费者自动ack
     *  2.手动ack 需要自己手动提交ack信息
     *  3.运行重复签收，用于可以多消费者签收的消息

事务和ack都是消息确认的方式，同时存在时事务的优先级要高一些，开启事务时ack是无效的，非事务的模式下，ack开启才有效。

## **3、Kafka介绍** ##

Apache Kafka是一个开源消息系统，由Scala写成。是由Apache软件基金会开发的一个开源消息系统项目，目标是为处理实时数据提供一个统一、高通量、低等待的平台，Kafka被广泛地应用于各种流式计算中。

**Kafka提供了类JMS的特性，但在设计实现上并不遵循JMS规范**，Kafka对消息保存时根据Topic进行归类，发送消息者称为Producer,消息接受者称为Consumer,此外kafka集群有多个kafka实例组成，每个实例(server)称为broker。同时无论是kafka集群，还是producer和consumer都依赖于zookeeper集群保存一些meta信息，来保证系统可用性。

**Kafka核心组件及简单的运作流程图：**

**Topic ：**消息根据Topic进行归类  
　　**Producer：**发送消息者  
　　**Consumer：**消息接受者

**Kafka cluster：**kafka集群  
　　**broker：**每个kafka实例(server)  
　　**Zookeeper：**依赖集群保存meta信息

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