消息中间件——RabbitMQ（二）各大主流消息中间件综合对比介绍！
Vstars 2019-11-04
前言
消息队列已经逐渐成为企业IT系统内部通信的核心手段。它具有低耦合、可靠投递、广播、流量控制、最终一致性等一系列功能，成为异步RPC的主要手段之一。当今市面上有很多主流的消息中间件，如老牌的ActiveMQ、RabbitMQ，炙手可热的Kafka，阿里巴巴自主开发RocketMQ等。今天主要来介绍了下几大主流消息中间件的区别与联系。
1. 主流消息中间件介绍——ActiveMQ
ActiveMQ是由Apache出品，ActiveMQ是一个完全支持JMS1.1和J2EE 1.4规范的JMS Provider实现。它非常快速，支持多种语言的客户端和协议，而且可以非常容易的嵌入到企业的应用环境中，并有许多高级功能。
1.1 特点
- ActiveMQ是Apache出品，最流行的，能力强劲的开源消息总线，并且它是一个完全支持JMS规范的消息中间件
- 其丰富的API、多种集群构建模式使得他成为业界老牌消息中间件，在中小型企业中应用广泛!
- MQ衡量指标：服务性能、数据存储、集群架构。
ActiveMQ现在用的比较少，因为ActiveMQ相比其他的MQ的性能来说比较一般。现如今高并发、大数据的应用场景随处可见。如果这时候在MQ的选择上，那么ActiveMQ就显得力不从心了。
衡量一个MQ的指标，主要有三个方面：服务性能、数据存储、集群架构
服务性能：ActiveMQ的性能不是特别好，面对超大规模并发时候，总是会出现各种各样的小问题，比如阻塞，消息堆积过多，产生一些延迟等等一些问题。
数据存储：ActiveMQ默认采用KahaDB内存存储方式。也可以采用一些高性能的存储方式，比如：google的LevelDb 基于内c存的。如果是为了保证消息的可靠，也可以采用mysql或者oracle数据库。
集群架构：ActiveMQ流行那么多年，与其他组件集成的Api也是十分完善的。如果不是特别大的并发场景下，ActiveMQ也是一个不错的选择。因为ActiveMQ的集群架构模式也是十分好。
1.2 架构模式
Masrer-Slave模式
主备模式，利用Zookeeper进行两个或多个节点的协调。其中的主节点是对外提供服务的，而另外的从节点启动着，但是不对外提供服务。当主节点挂掉，利用Zookeeper进行一个高可用的切换，将Salve节点切换成主节点，继续对外提供服务。
NetWork模式
本质是两组主备模式的集成，中间用NewWork网关，做一个连接配置，就可以实现分布式集群。
1.3 小结
优点：
- 跨平台(JAVA编写与平台无关，ActiveMQ几乎可以运行在任何的JVM上)
- 可以用JDBC：可以将数据持久化到数据库。虽然使用JDBC会降低ActiveMQ的性能，但是数据库一直都是开发人员最熟悉的存储介质
- 支持JMS规范：支持JMS规范提供的统一接口
- 支持自动重连和错误重试机制
- 有安全机制：支持基于shiro，jaas等多种安全配置机制，可以对Queue/Topic进行认证和授权
- 监控完善：拥有完善的监控，包括WebConsole，JMX，Shell命令行，Jolokia的RESTful API
- 界面友善：提供的WebConsole可以满足大部分情况，还有很多第三方的组件可以使用，比如hawtio
缺点：
- 社区活跃度不及RabbitMQ高
- 根据其他用户反馈，会出莫名其妙的问题，会丢失消息
- 目前重心放到activemq6.0产品Apollo，对5.x的维护较少
- 不适合用于上千个队列的应用场景
2. 主流消息中间件介绍——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(a distributed commit log)，之后成为Apache项目的一部分。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其不错的特性。
2.1 特点
kafka是LinkedIn开源的分布式发布-定于消息系统，目前归属于Apache顶级项目。Kafka主要特点是给予Pull的模式来处理消费消息，追求高吞吐量，一开始的目的就是用于日志收集和传输。0.8版本开始支持复制，不支持事务，对消息的重复、丢失、错误没有严格要求，适合产生大量数据的互联网服务的数据收集业务。这里可以看出kafka只关注吞吐量。因此，在使用kafka的时候，注意业务是否允许消息重复、丢失、错误等。如果允许的话，kafka是最合适的。因为它的性能是最高的。即使在廉价的服务器上，也能支持单机每秒100k条以上的数据量。所以说它的性能是非常好的。kafka仅仅使用内存进行存储，只要有足够的内存，就能够足够大的吞吐量。因为kafka并没有在磁盘上进行读写。
- 快速持久化：可以在O(1)的系统开销下进行消息持久化；
- 高吞吐：在一台普通的服务器上既可以达到10W/s的吞吐速率；
- 完全的分布式系统：Broker、Producer和Consumer都原生自动支持分布式，自动实现负载均衡；
- 支持同步和异步复制两种高可用机制；
- 支持数据批量发送和拉取；
- 零拷贝技术(zero-copy)：减少IO操作步骤，提高系统吞吐量；
- 数据迁移、扩容对用户透明；
- 无需停机即可扩展机器；
- 其他特性：丰富的消息拉取模型、高效订阅者水平扩展、实时的消息订阅、亿级的消息堆积能力、定期删除机制
2.2 架构模式
kafka架构模式
主要依赖Zookeeper进行协调管理，每一个kafka可以进行副本复制，也就是数据同步。假如说：有一条数据落在第一个节点上，那么就会进行repilicate 复制，这样在运行中每个节点就有一份数据，一共就有三分数据。如果说其中一台宕机，也能从另外两个节点中获取数据。部署方案建议：跨机房部署。即使有一台机子宕机，在数据上也是没有问题的。如果在整个地点宕机了。那么我们的数据也就丢失了。这也是大公司需要考虑的异地灾备。当然kafka主要关注性能的，对于数据的可靠性关注并高。
2.3 小结
优点：
- 客户端语言丰富：支持Java、.Net、PHP、Ruby、Python、Go等多种语言；
- 高性能：单机写入TPS约在100万条/秒，消息大小10个字节；
- 提供完全分布式架构，并有replica机制，拥有较高的可用性和可靠性，理论上支持消息无限堆积；
- 支持批量操作；
- 消费者采用Pull方式获取消息。消息有序，通过控制能够保证所有消息被消费且仅被消费一次；
- 有优秀的第三方KafkaWeb管理界面Kafka-Manager；
- 在日志领域比较成熟，被多家公司和多个开源项目使用。
缺点：
- Kafka单机超过64个队列/分区时，Load时会发生明显的飙高现象。队列越多，负载越高，发送消息响应时间变长；
- 使用短轮询方式，实时性取决于轮询间隔时间；
- 消费失败不支持重试；
- 支持消息顺序，但是一台代理宕机后，就会产生消息乱序；
- 社区更新较慢。
3. 主流消息中间件介绍——RocketMQ
RocketMQ是阿里开源的消息中间件，目前也已经孵化为Apache顶级项目。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，消息可靠性上比Kafka更好。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。
3.1 特点
核心的特点如下：
- 保证消息的顺序性，消息按顺序消费。
- 提供了丰富的拉取和处理模式。
- 高效的订阅者，也可以进行水平扩展。
- 承载上亿级别的消息堆积能力。
3.2 架构模式
RocketMQ集群架构模式
1.Master-Slave（主从）模式
2.双Master模式。
3.双主双从模式。
4.多主多从模式。
5.一主多从模式。
可选方案许多种可供选择。
等等，参考了许多开源的设方式。
集群拓扑
阿里觉得Zookeeper性能太低，自己搭建了NameServer，这个NameServer代码也十分精简，一共也就几百行代码。有兴趣可以去读源码。
3.3 小结
优点：
- 单机支持1万以上持久化队列；
- RocketMQ的所有消息都是持久化的，先写入系统PAGECACHE，然后刷盘，可以保证内存与磁盘都有一份数据，而访问时，直接从内存读取。
- 模型简单，接口易用（JMS的接口很多场合并不太实用）；
- 性能非常好，可以允许大量堆积消息在Broker中；
- 支持多种消费模式，包括集群消费、广播消费等；
- 各个环节分布式扩展设计，支持主从和高可用；
- 开发度较活跃，版本更新很快。
缺点：
- 支持的 客户端语言不多，目前是Java及C++，其中C++还不成熟
- 维护RocketMQ需要专业的团队
- 商业版收费，有许多功能是不对外提供的。
- 没有在MQ核心里实现JMS等接口
4. 为什么选择RabbitMQ？
1.ActiveMQ，性能不是很好，因此在高并发的场景下，直接被pass掉了。它的Api很完善，在中小型互联网公司可以去使用。
2.kafka，主要强调高性能，如果对业务需要可靠性消息的投递的时候。那么就不能够选择kafka了。但是如果做一些日志收集呢，kafka还是很好的。因为kafka的性能是十分好的。
3.RocketMQ，它的特点非常好。它高性能、满足可靠性、分布式事物、支持水平扩展、上亿级别的消息堆积、主从之间的切换等等。MQ的所有优点它基本都满足。但是它最大的缺点：商业版收费。因此它有许多功能是不对外提供的。
那么说完这三种MQ还有没有其他MQ能够选择呢？有的，也是这次学习的MQ——RabbitMQ。
5. 主流消息中间件介绍——RabbitMQ
RabbitMQ于2007年发布，是一个在AMQP(高级消息队列协议)基础上完成的，可复用的企业消息系统，是当前最主流的消息中间件之一。
5.1 特点
RabbitMQ是使用Erlang语言开发的开源消息队列系统，基于AMQP协议来实现。
AMQP的主要特征是面向消息、队列、路由（包括点对点和发布/订阅）、可靠性、安全。
AMQP协议更多用在企业系统内，对数据一致性、稳定性和可靠性要求很高的场景，对性能和吞吐量的要求还在其次。
RabbitMQ的可靠性是非常好的，数据能够保证百分之百的不丢失。可以使用镜像队列，它的稳定性非常好。所以说在我们互联网的金融行业。对数据的稳定性和可靠性要求都非常高的情况下，我们都会选择RabbitMQ。当然没有kafka性能好，但是要比AvtiveMQ性能要好很多。也可以自己做一些性能的优化。
RabbitMQ可以构建异地双活架构，包括每一个节点存储方式可以采用磁盘或者内存的方式。
RabbitMQ的集群架构
图中说的就是，我们可以采用三个节点作为RabbitMQ的一组集群，当然可以有许多组。节点与节点之间采用mirror queue。基于这种方式，能够保证数据百分之百的不丢失。
前端可以去做负载均衡，比如负载均衡组件：HA-proxy ，进行TCP级别的负载。
如果想做一个高可用的话，就需要借助keepAlived做一个高可用的配置。
比如前端加一个虚拟的VIP，通过VIP路由到指定的负载均衡组件，再有它路由到RabbtMQ的某一个节点。
这就是整个RabbitMQ集群架构。
能够实现非常完善，高可用并且性能也十分好，稳定性超强。并且有各种集群恢复手段。
比如:某一个节点挂了，或者某个磁盘损坏了，它也能进行一个消息修复。基于这么多优点，我们一定要把RabbitMQ学好。
6. 对比分析图
图片来自网络~
文末
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参考文章：
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《RabbitMQ消息中间件精讲》
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