消息队列 - 如何保证消息队列的高可用
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RabbitMQ是比较有代表性的,因为是基于主从做高可用性的,我们就以他为例子讲解第一种MQ的高可用性怎么实现。
RabbitMQ有三种模式:
单机模式
普通集群模式
镜像集群模式
就是demo级别的,一般就是你本地启动了玩玩儿的,没人生产用单机模式
在多台机器上启动多个RabbitMQ实例,每个机器启动一个。但是你创建的Queue只会放在一个RabbitMQ实例上,但是每个实例都同步Queue的元数据。完了你消费的时候,实际上如果连接到了另外一个实例,那么那个实例会从Queue所在实例上拉去数据过来。这种方式确实很麻烦,也不怎么好,没做到所谓的分布式,就是普通集群。因为这导致你要么消费者每次随机连接一个实例然后拉取数据,要么固定连接那个Queue所在实例消费数据,前者有数据拉取的开销,后者导致单实例性能瓶颈。
而且如果那个放Queue的实例宕机了,会导致接下来其他实例就无法从那个实例拉取,如果你开启了消息持久化,让RabbitMQ落地存储消息的话,消息不一定会丢失,得等这个实例恢复了,然后才可以继续从这个Queue拉取数据。所以这个情况就比较尴尬,没有什么所谓的高可用性可言,这个方案主要是提高吞吐量,就是说让集群中多个节点来服务某个Queue的读写操作。
这种模式,才是所谓的RabbitMQ的高可用模式,跟普通集群模式不一样的是,你创建的Queue,无论元数据还是Queue里的消息都会存在于多个实例上,然后每次你写消息到Queue的时候,都会自动把消息到多个实例的Queue里进行消息同步。
这样的话,好处在于:
你任何一个机器宕机了,没事儿,别的机器都可以用。
坏处在于:
这个性能开销也太大了吧,消息同步所有机器,导致网络带宽压力和消耗很重!
这么玩儿,就没有扩展性可言了,如果某个Queue负载很重,你加机器,新增的机器也包含了这个Queue的所有数据,并没有办法线性扩展你的Queue,那么怎么开启这个镜像集群模式呢?
这里简单说一下,避免面试人家问你你不知道,其实很简单RabbitMQ有很好的管理控制台,就是在后台新增一个策略,这个策略是镜像集群模式的策略,指定的时候可以要求数据同步到所有节点的,也可以要求就同步到指定数量的节点,然后你再次创建Queue的时候,应用这个策略,就会自动将数据同步到其他的节点上去了。
Kafka一个最基本的架构认识:多个broker组成,每个broker是一个节点;你创建一个topic,这个topic可以划分为多个partition,每个partition可以存在于不同的broker上,每个partition就放一部分数据。
这就是天然的分布式消息队列,就是说一个topic的数据,是分散放在多个机器上的,每个机器就放一部分数据。
实际上rabbitmq之类的,并不是分布式消息队列,他就是传统的消息队列,只不过提供了一些集群、HA的机制而已,因为无论怎么玩儿,RabbitMQ一个queue的数据都是放在一个节点里的,镜像集群下,也是每个节点都放这个queue的完整数据。
Kafka 0.8以前,是没有HA机制的,就是任何一个broker宕机了,那个broker上的partition就废了,没法写 也没法读,没有什么高可用性可言。
Kafka 0.8以后,提供了HA机制,就是replica副本机制。每个partition的数据都会同步到其他机器上,形成自己的多个replica副本。然后所有replica会选举一个leader出来,那么生产和消费都跟这个leader打交道,然后其他replica就是follower。写的时候,leader会负责把数据同步到所有follower上去,读的时候就直接读leader上数据即可。只能读写leader?很简单,要是你可以随意读写每个follower,那么就要care数据一致性的问题,系统复杂度太高,很容易出问题。Kafka会均匀的将一个partition的所有replica分布在不同的机器上,这样才可以提高容错性。
这么搞,就有所谓的高可用性了,因为如果某个broker宕机了,没事儿,那个broker上面的partition在其他机器上都有副本的,如果这上面有某个partition的leader,那么此时会重新选举一个新的leader出来,大家继续读写那个新的leader即可。这就有所谓的高可用性了。
写数据的时候,生产者就写leader,然后leader将数据落地写本地磁盘,接着其他follower自己主动从leader来pull数据。一旦所有follower同步好数据了,就会发送ack给leader,leader收到所有follower的ack之后,就会返回写成功的消息给生产者。(当然,这只是其中一种模式,还可以适当调整这个行为)
消费的时候,只会从leader去读,但是只有一个消息已经被所有follower都同步成功返回ack的时候,这个消息才会被消费者读到。