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MQ(消息队列)常见的应用场景解析

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深度学习

前言

提高系统性能首先考虑的是数据库的优化，之前一篇文章《数据库的使用你可能忽略了这些》中有提到过开发中，针对数据库需要注意的事项。但是数据库因为历史原因，横向扩展是一件非常复杂的工程，所有我们一般会尽量把流量都挡在数据库之前。
不管是无限的横向扩展服务器，还是纵向阻隔到达数据库的流量，都是这个思路。阻隔直达数据库的流量，缓存组件和消息组件是两大杀器。之前文章《Redis常见的应用场景解析》已经描述了最常用的缓存组件redis的应用场景，那么今天，就重点说说MQ的应用场景。

MQ简介

MQ,Message queue,消息队列，就是指保存消息的一个容器。具体的定义这里就不类似于数据库、缓存等，用来保存数据的。当然，与数据库、缓存等产品比较，也有自己一些特点，具体的特点后文会做详细的介绍。
现在常用的MQ组件有activeMQ、rabbitMQ、rocketMQ、zeroMQ,当然近年来火热的kafka,从某些场景来说，也是MQ，当然kafka的功能更加强大，虽然不同的MQ都有自己的特点和优势，但是，不管是哪种MQ，都有MQ本身自带的一些特点，下面，咱们就先聊聊MQ的特点。

MQ特点

先进先出
不能先进先出，都不能说是队列了。消息队列的顺序在入队的时候就基本已经确定了，一般是不需人工干预的。而且，最重要的是，数据是只有一条数据在使用中。 这也是MQ在诸多场景被使用的原因。
发布订阅
发布订阅是一种很高效的处理方式，如果不发生阻塞，基本可以当做是同步操作。这种处理方式能非常有效的提升服务器利用率，这样的应用场景非常广泛。
持久化
持久化确保MQ的使用不只是一个部分场景的辅助工具，而是让MQ能像数据库一样存储核心的数据。
分布式
在现在大流量、大数据的使用场景下，只支持单体应用的服务器软件基本是无法使用的，支持分布式的部署，才能被广泛使用。而且，MQ的定位就是一个高性能的中间件。

应用场景

基于上文所述的特点，那么MQ就衍生出了中的使用场景，在大型的系统中，应用非常广泛，这里我们就列举一下常见的应用场景。

应用解耦（异步）

系统之间进行数据交互的时候，在时效性和稳定性之间我们都需要进行选择。基于线程的异步处理，能确保用户体验，但是极端情况下可能会出现异常，影响系统的稳定性，而同步调用很多时候无法保证理想的性能，那么我们就可以用MQ来进行处理。上游系统将数据投递到MQ，下游系统取MQ的数据进行消费，投递和消费可以用同步的方式处理，因为MQ接收数据的性能是非常高的，不会影响上游系统的性能，那么下游系统的及时率能保证吗？当然可以，不然就不会有下面的一个应用场景。

通知

这里就用到了前文一个重要的特点，发布订阅，下游系统一直在监听MQ的数据，如果MQ有数据，下游系统则会按照 先进先出 这样的规则， 逐条进行消费 ，而上游系统只需要将数据存入MQ里，这样就既降低了不同系统之间的耦合度，同时也确保了消息通知的及时性，而且也不影响上游系统的性能。

限流

上文有说了一个非常重要的特性，MQ 数据是只有一条数据在使用中。 在很多存在并发，而又对数据一致性要求高，而且对性能要求也高的场景，如何保证，那么MQ就能起这个作用了。不管多少流量进来，MQ都会让你遵守规则，排除处理，不会因为其他原因，导致并发的问题，而出现很多意想不到脏数据。

数据分发

MQ的发布订阅肯定不是只是简单的一对一，一个上游和一个下游的关系，MQ中间件基本都是支持一对多或者广播的模式，而且都可以根据规则选择分发的对象。这样上游的一份数据，众多下游系统中，可以根据规则选择是否接收这些数据，这样扩展性就很强了。
PS:上文中的上游和下游，在MQ更多的是叫做生产者（producer）和消费者（consumer）。

分布式事务

分布式事务是我们开发中一直尽量避免的一个技术点，但是，现在越来越多的系统是基于微服务架构开发，那么分布式事务成为必须要面对的难题，解决分布式事务有一个比较容易理解的方案，就是二次提交。基于MQ的特点，MQ作为二次提交的中间节点，负责存储请求数据，在失败的情况可以进行多次尝试，或者基于MQ中的队列数据进行回滚操作，是一个既能保证性能，又能保证业务一致性的方案，当然，这个方案的主要问题就是定制化较多，有一定的开发工作量。

应用示例

为了更加直观的展示MQ的应用场景，这里我们就用一个常见的电商系统中的几个业务，来具体说明下MQ在实际开发中应用场景。
我们的实际场景大概是一个基于微服务架构的电商系统，分为用户微服务、商品微服务、订单微服务、促销微服务等。基于微服务模式开发的系统，MQ的使用场景更多，下面我们逐一说明：
1、注册后我们可能需要做很多初始化的操作，如：调用邮件服务器发送邮件、调用促销服务赠送优惠劵、下发用户数据到客户关系系统等。那么这时候我们将这些操作去监听MQ，当用户注册成功过后，通过MQ通知其他业务进行操作。确保注册用户的性能。
2、后台发布商品的时候，商品数据需要从数据库中转换成搜索引擎数据（基于elasticsearch），那么我们应该将商品写入数据库后，再写入到MQ，然后通过监听MQ来生成elasticsearch对应的数据。
3、用户下单后，24小时未支付，需要取消订单。以前我们可能是定时任务循环查询，然后取消订单。实际上，我更推荐类似延迟MQ的方式，避免了很多无效的数据库查询，将一个MQ设置为24小时后才让消费者消费掉，这样很大程度上能减轻服务器压力。
4、支付完成后，需要及时的通知子系统（进销存系统发货，用户服务积分，发送短信）进行下一步操作，但是，支付回调我们都是需要保证高性能的，所以，我应该直接修改数据库状态，存入MQ，让MQ通知子系统做其他非实时的业务操作。这样能保证核心业务的高效及时。

注意事项

其实，还有非常多的业务场景，是可以考虑用MQ方式的，但是很多时候，也会存在滥用的情况，我们需要清楚认识我们的业务场景：
发验证码短信、邮件，这种过分依赖外部，而且时效性可以接收几十秒延迟的，其实更好的方式是多线程异步处理，而不是过多依赖MQ。
秒杀抢购确保库存不为负数，更多的依赖高性能缓存（如redis），以及强制加锁，千万不要依赖消费者最终的返回结果。（实际工作中已经看到好几个这样的案例了）上游-下游 这种直接的处理方式效率肯定是比 上游-MQ-下游 方式要高，MQ效率高，是因为，我只是上游-MQ 这个阶段就当做已经成功了。