MQ入门(一):同步调用和异步调用--RabbitMQ基础入门

目录

1.初识MQ

1.1.同步调用

1.2.异步调用

1.3.技术选型

2.RabbitMQ

2.1.安装部署

2.2.RabbitMQ基本架构

2.3.收发消息

2.3.1.交换机

2.3.2.队列

2.3.3.绑定关系

2.3.4.发送消息

2.4.数据隔离

2.4.1.用户管理

[2.4.2.virtual host](#2.4.2.virtual host)


1.初识MQ

微服务一旦拆分,必然涉及到服务之间的相互调用,目前我们服务之间调用采用的都是基于OpenFeign的调用。这种调用中,调用者发起请求后需要等待 服务提供者执行业务返回结果后,才能继续执行后面的业务。也就是说调用者在调用过程中处于阻塞状态,因此我们称这种调用方式为同步调用 ,也可以叫同步通 。但在很多场景下,我们可能需要采用异步通讯的方式,为什么呢?

我们先来看看什么是同步通讯和异步通讯。如图:

- 同步通讯: 就如同打视频电话,双方的交互都是实时的。因此同一时刻你只能跟一个人打视频电话。
**- 异步通讯:**就如同发微信聊天,双方的交互不是实时的,你不需要立刻给对方回应。因此你可以多线操作,同时跟多人聊天。

两种方式各有优劣,打电话可以立即得到响应,但是你却不能跟多个人同时通话。发微信可以同时与多个人收发微信,但是往往响应会有延迟。

所以,如果我们的业务需要实时得到服务提供方的响应,则应该选择同步通讯同步调用 )。而如果我们追求更高的效率,并且不需要实时响应,则应该选择异步通讯异步调用)。

同步调用的方法已经学过了,就是OpenFeign。

1.1.同步调用

微服务之间采用OpenFeign调用就属于同步方式,调用可以实时得到结果,但存在下面的问题:

举个例子,以余额支付功能 为例来分析,首先看下整个流程:

目前我们采用的是基于OpenFeign的同步调用,也就是说业务执行流程是这样的:
**- 支付服务需要先调用用户服务完成余额扣减

  • 然后支付服务自己要更新支付流水单的状态
  • 然后支付服务调用交易服务,更新业务订单状态为已支付**

三个步骤依次执行。

这其中就存在3个问题:

第一扩展性低

我们目前的业务相对简单,但是随着业务规模扩大,产品的功能也在不断完善。

在大多数电商业务中,用户支付成功后都会以短信或者其它方式通知用户,告知支付成功。假如后期产品经理提出这样新的需求,是不是要在上述业务中再加入通知用户的业务?
也就是说每次有新的需求,现有支付逻辑都要跟着变化,代码经常变动,不符合开闭原则,拓展性不好。

第二性能下降

由于我们采用了同步调用,调用者需要等待服务提供者执行完返回结果后,才能继续向下执行,也就是说每次远程调用,调用者都是阻塞等待状态。最终整个业务的响应时长就是每次远程调用的执行时长之和:

假如每个微服务的执行时长都是50ms,则最终整个业务的耗时可能高达300ms,性能太差了。

第三,资源浪费

采用同步调用,调用者在等待响应时,不能释放请求所占用的资源,高并发场景下会极度浪费系统资源;

第四, 级联 失败

由于我们是基于OpenFeign调用交易服务、通知服务。当交易服务、通知服务出现故障时,整个事务都会回滚,交易失败。

这其实就是同步调用的级联 失败问题。

大家思考一下,我们假设用户余额充足,扣款已经成功,此时我们应该确保支付流水单更新为已支付,确保交易成功。毕竟收到手里的钱没道理再退回去吧。(doge)

因此,这里不能因为短信通知、更新订单状态失败而回滚整个事务。

综上,同步调用的方式存在下列问题:

扩展性低:每次加入新的需求,都要修改原来的代码;
性能下降:调用者需要等待服务提供者的响应,如果调用链过长则响应时间等于各个调用时间之和;
资源浪费:调用者在等待响应时,不能释放请求所占用的资源,高并发场景下会极度浪费系统资源;
级联失败:如果服务提供者出现问题,则调用者也会出现问题,甚至导致集群故障。

而要解决这些问题,我们就必须用异步调用 的方式来代替同步调用

1.2.异步调用

异步调用方式其实就是基于消息通知的方式,一般包含三个角色:
- 消息发送者: 投递消息的人,就是原来的调用方
- 消息Broker: 管理、暂存、转发消息,你可以把它理解成微信服务器
- 消息接收者: 接收和处理消息的人,就是原来的服务提供方

在异步调用中,发送者不再直接同步调用接收者的业务接口,而是发送一条消息投递给消息Broker。然后接收者根据自己的需求从消息Broker那里订阅消息。每当发送方发送消息后,接受者都能获取消息并处理。

这样,发送消息的人和接收消息的人就完全解耦了。

还是以余额支付业务为例:

除了扣减余额、更新支付流水单状态以外,其它调用逻辑全部取消。而是改为发送一条消息到Broker。而相关的微服务都可以订阅消息通知,一旦消息到达Broker,则会分发给每一个订阅了的微服务,处理各自的业务。

假如产品经理提出了新的需求,比如要在支付成功后更新用户积分。支付代码完全不用变更,而仅仅是让积分服务也订阅消息即可:

不管后期增加了多少消息订阅者,作为支付服务来讲,执行完扣减余额、更新支付流水状态后,发送消息即可。业务耗时仅仅是这三部分业务耗时,仅仅100ms,大大提高了业务性能。

另外,不管是交易服务、通知服务,还是积分服务,他们的业务与支付关联度低。现在采用了异步调用,解除了耦合,他们即便执行过程中出现了故障,也不会影响到支付服务。

综上,异步调用的优势包括:
**- 耦合度更低

  • 性能更好
  • 业务拓展性强
  • 故障隔离,避免级联失败**

当然,异步通信也并非完美无缺,它存在下列缺点:
**- 完全依赖于Broker的可靠性、安全性和性能

  • 架构复杂,后期维护和调试麻烦**

1.3.技术选型

消息Broker,目前常见的实现方案就是消息队列(MessageQueue ),简称为MQ.

几种常见MQ的对比:

根据以上表格,选择哪种MQ的策略可以参考如下:

  • 追求可用性:Kafka、 RocketMQ 、RabbitMQ
  • 追求可靠性:RabbitMQ、RocketMQ
  • 追求吞吐能力:RocketMQ、Kafka
  • 追求消息低延迟:RabbitMQ、Kafka

目前国内消息队列使用最多的还是RabbitMQ,再加上其各方面都比较均衡,稳定性也好。所以我们使用RabbitMQ来学习。

2.RabbitMQ

RabbitMQ是基于Erlang语言开发的开源消息通信中间件。

官网地址:https://www.rabbitmq.com/

2.1.安装部署

基于Docker来安装RabbitMQ,使用下面的命令即可:

(1)在线拉取镜像:

docker pull rabbitmq:3.8-management

(2)创建并允许RabbitMQ容器:

docker run \
 -e RABBITMQ_DEFAULT_USER=itheima \
 -e RABBITMQ_DEFAULT_PASS=123321 \
 -v mq-plugins:/plugins \
 --name mq \
 --hostname mq \
 -p 15672:15672 \
 -p 5672:5672 \
 --network hm-net\
 -d \
 rabbitmq:3.8-management

可以看到在安装命令中有两个映射的端口:
**- 15672:RabbitMQ提供的管理控制台的端口

  • 5672:RabbitMQ的消息发送处理接口**

如果拉取镜像困难的话,直接利用docker load命令加载镜像包:

安装完成后,我们访问 http://192.168.52.135:15672即可看到管理控制台。首次访问需要登录,默认的用户名和密码在配置文件中已经指定了。

登录后即可看到管理控制台总览页面:

至此,单机RabbitMQ部署完毕。

2.2.RabbitMQ基本架构

其中包含几个概念:
- publisher: 生产者,也就是发送消息的一方
- consumer: 消费者,也就是消费消息的一方
- queue: 队列,存储消息。生产者投递的消息会暂存在消息队列中,等待消费者处理
- exchange: 交换机,负责消息路由。生产者发送的消息由交换机决定投递到哪个队列。
**- virtual host:**虚拟主机,起到数据隔离的作用。每个虚拟主机相互独立,有各自的exchange、queue

2.3.收发消息

2.3.1.交换机

我们打开Exchanges选项卡,可以看到已经存在很多交换机:

我们点击任意交换机,即可进入交换机详情页面。仍然会利用控制台中的publish message 发送一条消息:

这里是由控制台模拟了生产者发送的消息。由于没有消费者存在,最终消息丢失了,这样说明交换机没有存储消息的能力。

2.3.2.队列

我们打开Queues选项卡,新建一个队列:

命名为hello.queue1

再以相同的方式,创建一个队列,命名为hello.queue2,最终队列列表如下:

此时,我们再次向amq.fanout交换机发送一条消息。会发现消息依然没有到达队列!!

发送到交换机的消息,只会路由到与其绑定的队列,因此仅仅创建队列是不够的,我们还需要将其与交换机绑定。

2.3.3.绑定关系

点击Exchanges选项卡,点击amq.fanout交换机,进入交换机详情页,然后点击Bindings菜单,在表单中填写要绑定的队列名称:

相同的方式,将hello.queue2也绑定到改交换机。

最终,绑定结果如下:

2.3.4.发送消息

再次回到exchange页面,找到刚刚绑定的amq.fanout,点击进入详情页,再次发送一条消息:

回到Queues页面,可以发现hello.queue中已经有一条消息了:

点击队列名称,进入详情页,查看队列详情,这次我们点击get message:

可以看到消息到达队列了:

这个时候如果有消费者监听了MQ的hello.queue1hello.queue2队列,自然就能接收到消息了。

2.4.数据隔离

2.4.1.用户管理

点击Admin选项卡,首先会看到RabbitMQ控制台的用户管理界面:

这里的用户都是RabbitMQ的管理或运维人员 。目前只有安装RabbitMQ时添加的itheima这个用户。仔细观察用户表格中的字段,如下:
- Name: itheima,也就是用户名
- Tags: administrator,说明itheima用户是超级管理员,拥有所有权限
- Can access virtual host: /,可以访问的virtual host,这里的/是默认的virtual host

对于小型企业而言,出于成本考虑,我们通常只会搭建一套MQ集群,公司内的多个不同项目同时使用。这个时候为了避免互相干扰, 我们会利用virtual host的隔离特性 ,将不同项目隔离。一般会做两件事情:
**- 给每个项目创建独立的运维账号,将管理权限分离。

  • 给每个项目创建不同的virtual host,将每个项目的数据隔离。**

比如,我们给黑马商城创建一个新的用户,命名为hmall

你会发现此时hmall用户没有任何virtual host的访问权限:

接下来就可以来给他授权

2.4.2.virtual host

我们先退出登录:

切换到刚刚创建的hmall用户登录,然后点击Virtual Hosts菜单,进入virtual host管理页:

可以看到目前只有一个默认的virtual host,名字为 /

我们可以给黑马商城项目创建一个单独的virtual host,而不是使用默认的/

创建完成后如图:

由于我们是登录hmall账户后创建的virtual host,因此回到users菜单,你会发现当前用户已经具备了对/hmall这个virtual host的访问权限了:

此时,点击页面右上角的virtual host下拉菜单,切换virtual host/hmall

然后再次查看queues选项卡,会发现之前的队列已经看不到了:

这就是基于virtual host 的隔离效果。

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