该如何选择消息队列?

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在高并发业务场景下,消息队列在流量削峰、解耦上有不可替代的作用。当前使用较多的消息队列有 RabbitMQ、RocketMQ、ActiveMQ、Kafka、ZeroMQ、Pulsar 等。

消息队列这么多,到底该选择哪款消息队列呢?

选择消息队列的基本标准

虽然这些消息队列在功能和特性方面各有优劣,但我们在选择的时候要有一个基本标准。

首先,必须是开源的产品。开源意味着,如果有一天你使用的消息队列遇到了一个影响你系统业务的 Bug,至少还有机会通过修改源代码来迅速修复或规避这个 Bug,解决你的系统的问题,而不是等待开发者发布的下一个版本来解决。

其次,这个产品必须是近年来比较流行并且有一定社区活跃度的产品。流行的好处是,只要使用场景不太冷门,遇到 Bug 的概率会非常低,因为大部分遇到的 Bug,其他人早就遇到并且修复了。在使用过程中遇到的一些问题,也比较容易在网上搜索到类似的问题,然后很快的找到解决方案。还有一个优势就是,流行的产品与周边生态系统会有一个比较好的集成和兼容。

最后,作为一款及格的消息队列,必须具备的几个特性包括:

  • 消息的可靠传递:确保不丢消息;
  • Cluster:支持集群,确保不会因为某个节点宕机导致服务不可用,当然也不能丢消息;
  • 性能:具备足够好的性能,能满足绝大多数场景的性能要求。

接下来看一下有哪些符合上面这些条件,可供选择的开源消息队列。

RabbitMQ

RabbitMQ

首先,我们来看下消息队列 RabbitMQ。RabbitMQ 于 2007 年发布,是使用 Erlang 编程语言编写的,最早是为电信行业系统之间的可靠通信设计的,也是少数几个支持 AMQP 协议的消息队列之一。

RabbitMQ:轻量级、迅捷,它的宣传口号,也很明确地表明了 RabbitMQ 的特点:Messaging that just works,开箱即用的消息队列。也就是说,RabbitMQ 是一个相当轻量级的消息队列,非常容易部署和使用。

RabbitMQ 一个比较有特色的功能是支持非常灵活的路由配置,和其他消息队列不同的是,它在生产者(Producer)和队列(Queue)之间增加了一个 Exchange 模块,可以理解为交换机。

Exchange 模块的作用和交换机非常相似,根据配置的路由规则将生产者发出的消息分发到不同的队列中。路由的规则也非常灵活,甚至可以自己来实现路由规则。如果正好需要这个功能,RabbitMQ 是个不错的选择。

RabbitMQ 的客户端支持的编程语言大概是所有消息队列中最多的。

接下来说下 RabbitMQ 的几个问题:

  1. RabbitMQ 对消息堆积的支持并不好,当大量消息积压的时候,会导致 RabbitMQ 的性能急剧下降。
  2. RabbitMQ 的性能是这几个消息队列中最差的,大概每秒钟可以处理几万到十几万条消息。如果应用对消息队列的性能要求非常高,那不要选择 RabbitMQ。
  3. RabbitMQ 使用的编程语言 Erlang,扩展和二次开发成本高。

RocketMQ

RocketMQ

RocketMQ 是阿里巴巴在 2012 年开源的消息队列产品,用 Java 语言实现,在设计时参考了 Kafka,并做出了自己的一些改进,后来捐赠给 Apache 软件基金会,2017 正式毕业,成为 Apache 的顶级项目。RocketMQ 在阿里内部被广泛应用在订单,交易,充值,流计算,消息推送,日志流式处理,Binglog 分发等场景。经历过多次双十一考验,它的性能、稳定性和可靠性都是值得信赖的。

RocketMQ 有着不错的性能,稳定性和可靠性,具备一个现代的消息队列应该有的几乎全部功能和特性,并且它还在持续的成长中。

RocketMQ 有非常活跃的中文社区,大多数问题可以找到中文的答案。RocketMQ 使用 Java 语言开发,源代码相对比较容易读懂,容易对 RocketMQ 进行扩展或者二次开发。

RocketMQ 对在线业务的响应时延做了很多的优化,大多数情况下可以做到毫秒级的响应,如果你的应用场景很在意响应时延,那应该选择使用 RocketMQ。

RocketMQ 的性能比 RabbitMQ 要高一个数量级,每秒钟大概能处理几十万条消息。

RocketMQ 的劣势是与周边生态系统的集成和兼容程度不够。

Kafka

Kafka

Apache Kafka 是一个分布式消息发布订阅系统。它最初由 LinkedIn 公司基于独特的设计实现为一个分布式的日志提交系统,之后成为 Apache 项目的一部分。

在早期的版本中,为了获得极致的性能,在设计方面做了很多的牺牲,比如不保证消息的可靠性,可能会丢失消息,也不支持集群,功能上也比较简陋,这些牺牲对于处理海量日志这个特定的场景都是可以接受的。

但是,随后几年 Kafka 逐步补齐了这些短板,当下的 Kafka 已经发展为一个非常成熟的消息队列产品,无论在数据可靠性、稳定性和功能特性等方面都可以满足绝大多数场景的需求。

Kafka 与周边生态系统的兼容性是最好的没有之一,尤其在大数据和流计算领域,几乎所有的相关开源软件系统都会优先支持 Kafka。

Kafka 性能高效、可扩展良好并且可持久化。它的分区特性,可复制和可容错都是不错的特性。

Kafka 使用 Scala 和 Java 语言开发,设计上大量使用了批量和异步的思想,使得 Kafka 能做到超高的性能。Kafka 的性能,尤其是异步收发的性能,是三者中最好的,但与 RocketMQ 并没有量级上的差异,大约每秒钟可以处理几十万条消息。

在有足够的客户端并发进行异步批量发送,并且开启压缩的情况下,Kafka 的极限处理能力可以超过每秒 2000 万条消息。

但是 Kafka 异步批量的设计带来的问题是,它的同步收发消息的响应时延比较高,因为当客户端发送一条消息的时候,Kafka 并不会立即发送出去,而是要等一会儿攒一批再发送,在它的 Broker 中,很多地方都会使用这种先攒一波再一起处理的设计。当你的业务场景中,每秒钟消息数量没有那么多的时候,Kafka 的时延反而会比较高。所以,Kafka 不太适合在线业务场景。

消息队列对比

Kafka RocketMQ RabbitMQ
单机吞吐量 十万级 十万级 万级
开发语言 Java & Scala Java Erlang
消息延迟 毫秒级 毫秒级 微秒级
消息丢失 参数优化配置后可做到0丢失 参数优化配置后可做到0丢失 有较低的概率丢失
消费模式 Pull Pull+Push Pull+Push
topic数量对吞吐量的影响 topic达到几十,几百个时,吞吐量会大幅度下降 topic达到几百,几千个时,吞吐量会有较小幅度的下降 \
可用性 非常高(分布式) 非常高(主从) 高(主从)
总结 吞吐量高,微秒级延时,分布式高可用,最好是支持较少topic数量,会有消息重复现象 可支撑大规模topic数量,方便二次开发和扩展 不支持集群动态扩容,扩展和二次开发难

总结

本文分别介绍了 RabbitMQ,RocketMQ 和 Kafka 几种常见的消息队列,阐述了各种消息队列的主要特点和优劣势。

在了解了上面这些开源消息队列各自的特点和优劣势后,对于消息队列及相关技术选型,相信你会有更深入的理解和认识。以下几条选择的建议可以参考:

  • 如果消息队列不是将要构建系统的重点,对消息队列功能和性能没有很高的要求,只需要一个快速上手易于维护的消息队列,建议使用 RabbitMQ。
  • 如果系统使用消息队列主要场景是处理在线业务,比如在交易系统中用消息队列传递订单,需要低延迟和高稳定性,建议使用 RocketMQ。
  • 如果需要处理海量的消息,像收集日志、监控信息或是埋点这类数据,或是你的应用场景大量使用了大数据、流计算相关的开源产品,那 Kafka 是最适合的消息队列。

每一个消息队列都有自己的优劣势,需要根据现有系统的情况,选择最适合的消息队列,更多细节和原理性的东西,还需在实践中见真知!

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参考

http://1t.click/aA3A

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