该如何选择消息队列?

简介: 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。

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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