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消息中间件选型

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Java架构师必看
发布2021-04-25 10:33:14
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发布2021-04-25 10:33:14
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文章被收录于专栏:Java架构师必看Java架构师必看

消息中间件选型

常用的 MQ组件有 KafkaRabbitMQRocketMQActiveMQ、ZeroMQ、MetaMQ。当然 Kafka的功能更加强大,其它 MQ都有自己的特点和优势,如下:

特性

Kafka

RabbitMQ

RocketMQ

ActiveMQ

开发语言

Scala

Erlang

Java

Java

单击吞吐量

十万级

万级

十万级

万级

时效性

ms级以内

us(微秒)级

ms级

ms级

可用性

非常高(分布式架构)

高(主从架构)

非常高(分布式架构)

高(主从架构)

功能特性

只支持主要的 MQ功能,像一些消息查询,消息回溯等功能没有提供,毕竟是为大数据提供的,大数据领域应用广。

并发能力很强,性能及其好,延迟极低,管理界面丰富

MQ功能比较完备,扩展性强

成熟的产品,在很多公司得到应用,有很多成熟的文档,支持各种协议

一、中间件选型


Kafka

Kafka 是 LinkedIn开源的分布式发布-订阅消息系统,目前归属于 Apache顶级项目。Kafka主要特点是基于 Pull****的模式来处理消息,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,追求高吞吐量,一开始的目的就是用于日志收集和传输。支持复制、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。完全的分布式系统,Broker、Producer、Consumer都原生自动支持分布式,自动实现负载均衡。

号称大数据的杀手锏,谈到大数据领域内的消息传输,则绕不开Kafka,这款为大数据而生的消息中间件,以其百万级TPS(单机写入TPS约在百万条/秒**)**的吞吐量名声大噪,迅速成为大数据领域的宠儿,在数据采集、传输、存储的过程中发挥着举足轻重的作用。可用性非常高,kafka是分布式的,一个数据多个副本,少数机器宕机,不会丢失数据,不会导致不可用。有优秀的第三方 Kafka Web管理界面 Kafka-Manager

缺点:① Kafka单机超过 64个队列/分区,Load会发生明显的飙高现象,队列越多,load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。

RabbitMQ

RabbitMQ是使用 Erlang语言开发的开源消息队列系统,支持很多的协议 AMQP,XMPP,SMTP,STOMP协议。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协议使的它变的非常重量级,更适合于企业级的开发,对路由(Routing),负载均衡(Load balance)、数据一致性、稳定性可靠性要求很高的场景,对性能和吞吐量的要求还在其次。健壮、稳定、易用、跨平台、支持多种语言、文档齐全。开源提供的管理界面非常棒,用起来很好用。社区活跃度高。

缺点:① Erlang开发,很难去看懂源码,基本职能依赖于开源社区的快速维护和修复bug,不利于做二次开发和维护。 RabbitMQ确实吞吐量会低一些,这是因为他做的实现机制比较重。 需要学习比较复杂的接口和协议,学习和维护成本较高。

RocketMQ

RocketMQ是阿里开源的消息中间件,它是纯 Java开发,具有高吞吐量、高可用性、适合大规模分布式系统应用的特点。RocketMQ思路起源于 Kafka,并做出了自己的一些改进,它对消息的可靠传输事务性做了优化,目前在阿里集团被广泛应用于交易、充值、流计算、消息推送、日志流式处理、binglog分发等场景。消息可靠性非常高,经过参数优化配置,消息可以做到0丢失。MQ功能较为完善,还是分布式的,扩展性好。支持10亿级别的消息堆积,不会因为堆积导致性能下降。源码是 Java,我们可以自己阅读源码,定制自己公司的MQ,可以掌控。

天生为金融互联网领域而生,对于可靠性要求很高的场景,尤其是电商里面的订单扣款,以及业务削峰,在大量交易涌入时,后端可能无法及时处理的情况。RoketMQ在稳定性上可能更值得信赖,这些业务场景在阿里双11已经经历了多次考验,如果你的业务有上述并发场景,建议可以选择RocketMQ。

缺点:① 支持的客户端语言不多,目前是 java及c++,其中 c++不成熟。 社区活跃度一般。 没有在 MQ核心中去实现 JMS等接口,有些系统要迁移需要修改大量代码。

ActiveMQ

Apache ActiveMQ速度快,支持许多跨语言客户端和协议,带有易于使用的企业集成模式和许多高级功能,同时完全支持JMS 1.1和J2EE 1.4。Apache ActiveMQ是在 Apache 2.0许可下发布。有较低的概率丢失数据。

**缺点:**官方社区现在对 ActiveMQ 5.x维护越来越少,较少在大规模吞吐的场景中使用。

二、压力测试


对比 Kafka、RabbitMQ、RocketMQ发送消息的性能。压测我只关注服务端的性能指标,所以压测的标准是不断增加发送端的压力,直到系统吞吐量不再上升,而响应时间拉长。这时服务端已出现性能瓶颈,可以获得相应的系统最佳吞吐量。在同步发送场景中,三个消息中间件的表现区分明显:

Kafka

Kafka 的吞吐量高达17.3w/s,是高吞吐量消息中间件的行业老大。这主要取决于它的队列模式保证了写磁盘的过程是线性IO。此时 Broker磁盘IO已达瓶颈。

RocketMQ

RocketMQ也表现不俗,吞吐量在 11.6w/s,磁盘IO已接近100%。RocketMQ的消息写入内存后即返回ack,由单独的线程专门做刷盘的操作,所有的消息均是顺序写文件。

RabbitMQ

RabbitMQ的吞吐量5.95w/s,CPU资源消耗较高。它支持 AMQP协议,实现非常重量级,为了保证消息的可靠性在吞吐量上做了取舍。我们还做了 RabbitMQ在消息持久化场景下的性能测试,吞吐量在 2.6w/s左右。

**测试结论:**同步发送的性能上 Kafka>RocketMQ>RabbitMQ

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三、在架构模型方面


Kafka

Kafka遵从一般的 MQ结构,Producer,Broker,Consumer,以 Consumer为中心,消息的消费信息保存的客户端 Consumer上,Consumer根据消费的点,从 Broker上批量 pull数据,无消息确认机制。

RabbitMQ

RabbitMQ遵循 AMQP协议,RabbitMQ的 Broker由 Exchange,Binding,Queue组成,其中 Exchange和 Binding组成了消息的路由键。客户端 Producer通过连接 Channel和 Server进行通信,Consumer从 Queue获取消息进行消费(长连接,Queue有消息会推送到 Consumer端,Consumer循环从输入流读取数据)。RabbitMQ以 Broker为中心,有消息的确认机制。

四、吞吐量


Kafka

Kafka具有高的吞吐量,内部采用消息的批量处理,zero-copy机制,数据的存储和获取是本地磁盘顺序批量操作,具有 O(1)的复杂度,消息处理的效率很高。

RabbitMQ

RabbitMQ在吞吐量方面稍逊于 Kafka,他们的出发点不一样,RabbitMQ支持对消息的可靠的传递,支持事务,不支持批量的操作。基于可靠存储的要求,存储可以采用内存或者硬盘。

五、集群负载均衡方面


Kafka

Kafka 采用 Zookeeper对集群中的 Broker、Consumer进行管理,可以注册 Topic到 Zookeeper上。通过 Zookeeper的协调机制,Producer保存对应 Topic的 Broker信息,可以随机或者轮询发送到 Broker上。并且 Producer可以基于语义指定分片,消息发送到 Broker的某分片上。

RabbitMQ

RabbitMQ 的负载均衡需要单独的 loadbalancer进行支持。

总结


Rabbitmq 比 Kafka可靠,Kafka更适合 IO高吞吐的处理,比如 ELK日志收集

Kafka 和 RabbitMq都是以分布式部署为目的。但是他们对消息语义模型的定义的假设是非常不同的。我对"AMQP 更成熟"这个论点是持怀疑态度的。让我们用事实说话来看看用什么解决方案来解决你的问题。 【1】以下场景比较适合使用 Kafka。你有大量的事件(10万以上/秒)、你需要以分区的,顺序的,至少传递成功一次到混杂了在线和打包消费的消费者、你希望能重读消息、你能接受目前是有限的节点级别高可用或者说你并不介意通过论坛/IRC工具得到还在幼儿阶段的软件的支持。 【2】以下场景你比较适合使用 RabbitMQ。你有较少的事件(2万以上/秒)并且需要通过复杂的路由逻辑去找到消费者、你希望消息传递是可靠的、你并不关心消息传递的顺序、你需要现在就支持集群-节点级别的高可用或则说你需要7*24小时的付费支持(当然也可以通过论坛/IRC工具)。

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  • 消息中间件选型
    • 一、中间件选型
      • Kafka
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      • ActiveMQ
    • 二、压力测试
      • Kafka
      • RocketMQ
      • RabbitMQ
    • 三、在架构模型方面
      • Kafka
      • RabbitMQ
    • 四、吞吐量
      • Kafka
      • RabbitMQ
    • 五、集群负载均衡方面
      • Kafka
      • RabbitMQ
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