了考虑web架构的伸缩性,扩展性及重用性,目前许多大型门户网站及大平台,如淘宝网,天猫网,京东商城,当当网,及腾讯,Facebook等电商或社交网站,均大量采用中间件的设计,中间件又细分为业务流中间件,服务中间件,消息队列中间件,缓存中间件,数据库中间件,可以这样说,中间件在整个web架构设计中占有十分重要的地位,中间件设计的好坏直接影响到大型门户网站架构水平的高低和优劣。由于时间和精力的关系,这里阿堂主要是分享下对消息队列中间件的应用认识和理解。

消息中间件在web分布式架构设计及性能优化方面有着非常重要的地位,目前,在很多大型网门户网站和商业大平台都有及为广泛的应用,如淘宝网,天猫网,京东商城,当当网,及腾讯,Facebook等电商或社交网站,都在大量使用。常见的开源消息中间件有mom4j,OpenJMS,UBerMQ,Hermes JMS, Presumo,JORAM,JMS4Spread,Open Message Queue,FFMQ,MQSSave/MQSLoad,HornetQ,Apache Qpid,Spring AMQP,Kafka,play-rabbitmq,队列消息系统 FQueue,ActiveMQ,Somnifugi ,MantaRay,MetaQ等。关于它们的差异和作用,在网上有相应的介绍,这里阿堂就不再说明了。有兴趣的网友们可以自行去研究。

今天阿堂,主要和大家分享研究的是对Metaq这款分布式消息中间件的应用。

MetaQ(全称Metamorphosis)是一个高性能、高可用、可扩展的分布式消息中间件,思路起源于LinkedIn的Kafka,但并不是Kafka的一个Copy。MetaQ具有消息存储顺序写、吞吐量大和支持本地和XA事务等特性,适用于大吞吐量、顺序消息、广播和日志数据传输等场景,目前在淘宝和支付宝有着广泛的应用。

MetaQ是一款完全的队列模型消息中间件,服务器使用Java语言编写,可在多种软硬件平台上部署。客户端支持Java、C++编程语言。单台服务器可支持1万以上个消息队列,通过扩容服务器,队列数几乎可任意横向扩展。每个队列都是持久化、长度无限(取决于磁盘空间大小)、并且可从队列任意位置开始消费。

它具有的优势如下

(1)文本协议设计,非常透明,支持类似memcached stats的协议来监控broker。

(2)纯Java实现,从通讯到存储,从client到server都是重新实现。
(3)提供事务支持,包括本地事务和XA分布式事务。
(4)支持HA复制,包括异步复制和同步复制,保证消息的可靠性。
(5)支持异步发送消息。
(6)消费消息失败,支持本地恢复。
(7)多种offset存储支持,数据库、磁盘、zookeeper,可自定义实现。
(8)支持group commit,提升数据可靠性和吞吐量。(目前kafka已实现)
(9)支持消息广播模式。
(10)一系列配套项目:Python/Ruby/C/C++客户端、Twitter Storm的Spout、Tail4j等。

关于消息队列应用的场景,实际上在商业应用中很多网站都在大量应用。阿堂这里随更举几个例子,大家就明白了。12306铁路购票网站,想必大家耳熟能详,去年及以前由于12306网站架构设计不好,经常出现网站并发访问量大时出现网站崩溃,提示服务出错或者说网站根本登录不进去,或者说抢到票时提交没有反应了。今年12306抢票网站就采用“消息队列中间件”来重构了12306网站,采用消息队列的排队机制,抢票时会提示“只有多少张票,目前已经有多少人在排队抢购了,票源不足”,比如说某车次只有10张票了,你前面已经有11人排队抢票了,当然输到你时就没有票了。这样一方面可以缓冲瞬时大量的高并发访问购票,二来对用户来说体验也比较好,因为人家是在你前面排队了,先来先得嘛。还有小米官网抢购手机时,也是用的这种“消息队列中间件”设计,先抢先得。还有一些电商平台的“秒杀抢购”,都是在使用“消息队列中间件”来设计的web架构,这样就可以解决瞬时涌入的大量高并发访问造成的网站压力。看到上面阿堂的举例,大家应该对“消息队列中间件”在大型网站中的重要性有了一个比较感官的认识了。

为了了解MetaQ的使用,下面让我们先要了解和理解其中的一些重要概念解释。

消息生产者

也称为Message Producer,一般简称为producer,负责产生消息并发送消息到meta服务器。
消息消费者
也称为Message Consumer,一般简称为consumer,负责消息的消费,meta采用pull模型,由消费者主动从meta服务器拉取数据并解析成消息并消费。
Topic
消息的主题,由用户定义并在服务端配置。producer发送消息到某个topic下,consumer从某个topic下消费消息。
分区(partition)
同一个topic下面还分为多个分区,如meta-test这个topic我们可以分为10个分区,分别有两台服务器提供,那么可能每台服务器提供5个分区,假设服务器id分别为0和1,则所有分区为0-0、0-1、0-2、0-3、0-4、1-0、1-1、1-2、1-3、1-4。
分区跟消费者的负载均衡机制有很大关系,具体见集群和负载均衡。
Message
消息,负载用户数据并在生产者、服务端和消费者之间传输。
Broker
就是meta的服务端或者说服务器,在消息中间件中也通常称为broker。
消费者分组(Group)
消费者可以是多个消费者共同消费一个topic下的消息,每个消费者消费部分消息。这些消费者就组成一个分组,拥有同一个分组名称,通常也称为消费者集群
Offset
消息在broker上的每个分区都是组织成一个文件列表,消费者拉取数据需要知道数据在文件中的偏移量,这个偏移量就是所谓offset。Offset是绝对偏移量,服务器会将offset转化为具体文件的相对偏移量。详细内容参见#消息的存储结构

为了说明metaq的使用,阿堂附上一个测试demo与大家分享,关于集群模式,阿堂会在下篇文章中继续分享

下面是阿堂在Local单机模式的测试效果图

1.安装,启动zookeeper

2.安装启动metaq服务器

3.在myeclipse编写代码测试

测试代码如下

public class Productor {

public static void main(String[] args) throws Exception {

final MetaClientConfig metaClientConfig = new MetaClientConfig();
final ZKConfig zkConfig = new ZKConfig();
zkConfig.zkConnect = "192.168.1.101:2181";
metaClientConfig.setZkConfig(zkConfig);
MessageProducer producer = sessionFactory.createProducer();
final String topic = "test";
producer.publish(topic);
BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
String line = "网络时空(阿堂)";
while ((line = reader.readLine()) != null) {
// send message
SendResult sendResult = producer.sendMessage(new Message(topic, line.getBytes()));
// check result
if (!sendResult.isSuccess()) {
System.err.println("Send message failed,error message:" + sendResult.getErrorMessage());
}
else {
System.out.println("Send message successfully,sent to " + sendResult.getPartition());
//System.out.println("分区="+sendResult.getPartition().getPartition());
//System.out.println("broker="+sendResult.getPartition().getBrokerId());
}
}
}

}

---------------------------------------------------------------

public class Consumer {

public static void main(String[] args) throws Exception {

final MetaClientConfig metaClientConfig = new MetaClientConfig();
final ZKConfig zkConfig = new ZKConfig();
zkConfig.zkConnect = "192.168.1.101:2181";
metaClientConfig.setZkConfig(zkConfig);
MessageSessionFactory sessionFactory = new MetaMessageSessionFactory(metaClientConfig);
final String topic = "test";
final String group = "meta-example";
MessageConsumer consumer = sessionFactory.createConsumer(new ConsumerConfig(group));
consumer.subscribe(topic, 1024 * 100, new MessageListener() {
public void recieveMessages(Message message) {
System.out.println("Receive message " + new String(message.getData()));
//System.out.println("分区 = "+message.getPartition().getPartition());
//System.out.println("broker = "+message.getPartition().getBrokerId());
}
public Executor getExecutor() {
return null;
}
});
consumer.completeSubscribe();
}

}