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消息隊列場景簡介
“ 消息 ”是在兩臺計算機(jī)間傳送的數(shù)據(jù)單位。消息可以非常簡單，例如只包含文本字符串；也可以更復(fù)雜，可能包含嵌入對象。消息被發(fā)送到隊列中，“ 消息隊列 ”是在消息的傳輸過程中保存消息的 容器 。
在目前廣泛的Web應(yīng)用中，都會出現(xiàn)一種場景：在某一個時刻，網(wǎng)站會迎來一個用戶請求的高峰期（比如：淘寶的雙十一購物狂歡節(jié)，12306的春運搶票節(jié)等），一般的設(shè)計中，用戶的請求都會被直接寫入數(shù)據(jù)庫或文件中，在高并發(fā)的情形下會對數(shù)據(jù)庫服務(wù)器或文件服務(wù)器造成巨大的壓力，同時呢，也使響應(yīng)延遲加劇。這也說明了，為什么我們當(dāng)時那么地抱怨和吐槽這些網(wǎng)站的響應(yīng)速度了。當(dāng)時2011年的京東圖書促銷，曾一直出現(xiàn)在購物車中點擊“購買”按鈕后一直是“ Service is too busy ”，其實就是因為當(dāng)時的 并發(fā)訪問量過大，超過了系統(tǒng)的大負(fù)載能力 。當(dāng)然，后邊，劉強(qiáng)東臨時購買了不少服務(wù)器進(jìn)行擴(kuò)展以求增強(qiáng)處理并發(fā)請求的能力，還請了信息部的人員“喝茶”，現(xiàn)在京東已經(jīng)是超大型的網(wǎng)上商城了，我也有同學(xué)在京東成都研究院工作了。
使用消息隊列
從京東當(dāng)年的“Service is too busy”不難看出，高并發(fā)的用戶請求是網(wǎng)站成長過程中必不可少的過程，也是一個必須要解決的難題。在眾多的實踐當(dāng)中，除了增加服務(wù)器數(shù)量配置服務(wù)器集群實現(xiàn)伸縮性架構(gòu)設(shè)計之外，異步操作也被廣泛采用。而異步操作中最核心的就是使用 消息隊列 ，通過消息隊列，將短時間高并發(fā)產(chǎn)生的事務(wù)消息存儲在消息隊列中，從而削平高峰期的并發(fā)事務(wù)，改善網(wǎng)站系統(tǒng)的性能。在京東之類的電子商務(wù)網(wǎng)站促銷活動中， 合理地使用消息隊列，可以有效地抵御促銷活動剛開始就開始大量涌入的訂單對系統(tǒng)造成的沖擊 。
記得我在實習(xí)期間，成都市XXXX局的一個價格信息采集發(fā)布系統(tǒng)項目中有一個采集任務(wù)發(fā)布的模塊，其中每個任務(wù)都是一個事務(wù)，這個事務(wù)中需要向數(shù)據(jù)庫中不斷地插入行，每個任務(wù)發(fā)布時都要往表中插入幾百行甚至幾千行的任務(wù)數(shù)據(jù)（比如價格采集日報，往往需要發(fā)布2-3年的任務(wù)數(shù)據(jù)，每一天都是一個任務(wù)，所以大約有2,3千行任務(wù)期號數(shù)據(jù)，還要發(fā)給很多個區(qū)縣的監(jiān)測中心，因此數(shù)據(jù)庫寫操作量很大，更別說同時發(fā)布的并發(fā)操作），由于業(yè)務(wù)邏輯的處理比較復(fù)雜和往數(shù)據(jù)庫的寫操作量交大，所以在沒有采用消息隊列時點擊“發(fā)布”按鈕后往往需要等待1分鐘左右的時間才提示“發(fā)布成功”，用戶體驗極不友好。
這時，我們就可以使用消息隊列的思想來重構(gòu)這個發(fā)布模塊，在用戶點擊“發(fā)布”按鈕后，系統(tǒng)只需要把往數(shù)據(jù)庫插入的這個事務(wù)信息插入到指定的任務(wù)發(fā)布消息隊列里邊去（入隊操作，這里一般有一臺獨立的消息隊列服務(wù)器來單獨存儲和處理），然后系統(tǒng)就可以立即對用戶的這個發(fā)布請求進(jìn)行響應(yīng)（比如給出一個發(fā)布成功的操作提示，這里暫不考慮消息隊列服務(wù)操作失敗的情形，如果失敗了，可以考慮采用給用戶發(fā)送郵件、短信或站內(nèi)消息，讓其重新進(jìn)行發(fā)布操作）。
隊列結(jié)構(gòu)
最后，消息隊列服務(wù)器中有一個進(jìn)程單獨對消息隊列進(jìn)行處理，首先判斷消息隊列中是否有待處理的消息，如果有，則將其取出（出隊操作，堅持“先進(jìn)先出”的順序，保證事務(wù)的準(zhǔn)確性）進(jìn)行相應(yīng)地處理（比如這里是進(jìn)行保存數(shù)據(jù)的操作，將數(shù)據(jù)插入到數(shù)據(jù)庫服務(wù)器中的指定數(shù)據(jù)庫里邊，實質(zhì)還是文件的IO操作）。就這樣，通過消息隊列將高并發(fā)用戶請求進(jìn)行異步操作，然后一一對消息隊列進(jìn)行出隊的同步操作，也避免了并發(fā)控制的難題。
說到這里，大家可能會想到這尼瑪不就是 生產(chǎn)者消費者模式 么？對的，么么嗒，消息隊列就是生產(chǎn)者消費者模式的典型場景。簡單地說，客戶端不同用戶發(fā)送的操作請求就是生產(chǎn)者，他們將要處理的事務(wù)存儲到消息隊列中，然后消息隊列服務(wù)器的某個進(jìn)程不停地將要處理的單個事務(wù)從消息隊列中一個一個地取出來進(jìn)行相應(yīng)地處理，這就是消費者消費的過程。
下面我們將以異常日志為案例，介紹在.Net中如何采用消息隊列的思想解決并發(fā)問題。當(dāng)然，消息隊列只是解決并發(fā)問題的其中一種方式，在實際中往往需要結(jié)合多種不同的技術(shù)方式來共同解決，比如負(fù)載均衡、反向代理、集群等方案。
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