golangchannel和mq的區(qū)別

golangchannel和mq的區(qū)別

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我的第「218」篇原創(chuàng)敬上

大家好，我是Z哥。

最近在項(xiàng)目中遇到了一個(gè)使用 RabbitMQ 時(shí)的問(wèn)題，這個(gè)問(wèn)題我覺(jué)得還是有一定普適性的，和大家分享一下，避免大家后續(xù)在同一個(gè)問(wèn)題上犯錯(cuò)。

消息隊(duì)列（MQ）是在軟件開(kāi)發(fā)中很常用的中間件，如果一個(gè)程序需要協(xié)調(diào)另一個(gè)程序進(jìn)行數(shù)據(jù)的“write”操作，并且不關(guān)心“write”的結(jié)果，則便會(huì)選擇它。它是一個(gè)保存消息（數(shù)據(jù)）的容器，由它來(lái)確保消息一定被送達(dá)到目標(biāo)程序。

打個(gè)比喻來(lái)說(shuō)，消息隊(duì)列就是一個(gè)郵差，它負(fù)責(zé)將信件（消息）從源頭送往目的地，并且根據(jù)信件重要性的不同，提供當(dāng)面簽收確認(rèn)或者直接投放兩種服務(wù)。

RabbitMQ 就是一個(gè)典型的消息隊(duì)列，以 AMQP 為標(biāo)準(zhǔn)。歷史也比較悠久，大概是從 2007年研發(fā)出來(lái)的，用的編程語(yǔ)言Erlang也同樣具有年代感。

需要簡(jiǎn)單介紹一下 Erlang 的特點(diǎn)，它對(duì)我們理解 RabbitMQ 有很大的幫助。

Erlang 是一種運(yùn)行于“虛擬機(jī)”（類似 JVM）的解釋性語(yǔ)言。是一個(gè)結(jié)構(gòu)化，動(dòng)態(tài)類型編程語(yǔ)言，內(nèi)建并行計(jì)算支持。使用 Erlang 編寫出的應(yīng)用運(yùn)行時(shí)通常由成千上萬(wàn)個(gè)輕量級(jí)“進(jìn)程”（并非傳統(tǒng)意義上的進(jìn)程）組成，并通過(guò)消息傳遞相互通訊。進(jìn)程間上下文切換對(duì)于 Erlang 來(lái)說(shuō)僅僅 只是一兩個(gè)環(huán)節(jié)，比起 C 程序的線程切換要高效得多得多了。

——整理于百度百科的資料

不管是什么 MQ 中間件，作為消息的生產(chǎn)方和消費(fèi)方都需要和 MQ 的服務(wù)端建立連接進(jìn)行通訊。

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一般這個(gè)連接都會(huì)使用 TCP 協(xié)議，在 RabbitMQ 里也不例外。大多數(shù) RabbitMQ 的 SDK 都會(huì)將連接封裝為一個(gè)「Connection」對(duì)象。

還沒(méi)完，大多數(shù)的 MQ 中間件還會(huì)在「Connection」的基礎(chǔ)上增加一個(gè)「Channel」的概念，以通過(guò)復(fù)用的方式提高 TCP 連接的利用率，因?yàn)榻⒑弯N毀 TCP 連接是非常昂貴的開(kāi)銷。在 RabbitMQ 中的復(fù)用 TCP 連接方式是「Non-blocking I/O」的模式。

關(guān)于NIO，「Non-blocking I/O」的概念，有感興趣的話可以跳轉(zhuǎn)去看之前寫的這篇文章。（用最通俗的話講明白阻塞/非阻塞/異步/同步，到底啥區(qū)別？）

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多說(shuō)一句，任何方案都不是“銀彈”。當(dāng)每個(gè) Channel 的流量不是很大時(shí)，復(fù)用單一的 Connection 可以在產(chǎn)生性能瓶頸的情況下有效地節(jié)省 TCP 連接資源。但是 Channel 本身的流量很大時(shí)，這時(shí)候多個(gè) Channel 復(fù)用一個(gè) Connection 就會(huì)產(chǎn)生性能瓶頸，進(jìn)而使整體的流量被限制了。此時(shí)就需要開(kāi)辟多個(gè) Connection，將這些 Channel 均攤到這些 Connection 中，至于哪些 Channel 使用那個(gè) Connection 以及Connection 與 Channel 之間的數(shù)量關(guān)系是多少，需要根據(jù)業(yè)務(wù)自身的實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)節(jié)。

Channel 在 AMQP 中是一個(gè)很重要的概念，大多數(shù)操作都是在信道這個(gè)層面展開(kāi)的。比如, channel.exchangeDeclare、channel.queueDeclare、channel.basicPublish、channel.basicConsume 等方法。RabbitMQ 相關(guān)的 API 與 AMQP 緊密相連，比如 channel.basicPublish 對(duì)應(yīng) AMQP 的 Basic.Publish 命令。

可能你要問(wèn)了，Channel 是不是也能像 Connection 一樣被復(fù)用？這是個(gè)好問(wèn)題，也是我們這次遇到問(wèn)題的關(guān)鍵點(diǎn)。

結(jié)論是：可以，但是需要自己保證客戶端對(duì) Channel 訪問(wèn)的線程安全問(wèn)題，因?yàn)樵?Channel 的另一端，在 RabbitMQ 的服務(wù)端，每個(gè) Channel 由一個(gè)單獨(dú)的“進(jìn)程”所管理，如果由于多線程復(fù)用Channel 導(dǎo)致數(shù)據(jù)幀亂序了，RabbitMQ 的服務(wù)端會(huì)主動(dòng)關(guān)閉整個(gè) Connection 。

因此，我們這次犯的錯(cuò)誤就是多線程復(fù)用了同一個(gè) Channel 導(dǎo)致的問(wèn)題。所以，如果你也用到 streadway/amqp 這個(gè)庫(kù)的話，需要特別注意這點(diǎn)。

不過(guò)，不同語(yǔ)言的SDK內(nèi)部實(shí)現(xiàn)不同，我們分別使用 Golang 的 AMQP 庫(kù) streadway/amqp，和 RabbitMQ 官方提供的 C# 版本的庫(kù)分別模擬過(guò)同樣的場(chǎng)景，前者出現(xiàn)問(wèn)題，后者卻沒(méi)有問(wèn)題。

受限于時(shí)間原因，沒(méi)有具體去核實(shí) C# 庫(kù)的源碼，主觀猜測(cè)是 C# 庫(kù)內(nèi)部多做了一些對(duì)于單個(gè) Channel 的線程安全處理。

最后，我整理了三點(diǎn)使用 streadway/amqp 庫(kù)的最佳實(shí)踐，你可以看看：

01

golang 中使用 streadway/amqp 時(shí)，需要保證每一個(gè)線程單獨(dú)一個(gè) Channel。

streadway/amqp 庫(kù)中的獲取一個(gè) Channel 的方法「Connection.channel()」是線程安全的。但是內(nèi)部有一個(gè) defaultChannelMax 的參數(shù)對(duì) Channel 的數(shù)量進(jìn)行了限制，默認(rèn)是 (2 10) - 1，2047。這個(gè)需要注意：

?

02

我們可以通過(guò)調(diào)用 amqp.DialConfig(url string, config Config) 來(lái)調(diào)整個(gè)限制。

?

但是，并不是你調(diào)整了多少就是多少，還需要和 RabbitMQ 服務(wù)端的配置進(jìn)行 min() 函數(shù)的處理，最終為兩者的最小值。

Tips：特別是用云廠商的 MQ 產(chǎn)品，因?yàn)殡A梯收費(fèi)的原因會(huì)對(duì)很多性能參數(shù)做限制，需要格外關(guān)注這點(diǎn)，比如某版本的阿里云 RabbitMQ 實(shí)例限制是單個(gè) Connection 最多 64 個(gè) Channel）

03

正如前面對(duì) Erlang 的簡(jiǎn)單介紹，Erlang 是一個(gè)天然支持多“進(jìn)程”設(shè)計(jì)的語(yǔ)言，所以在 RabbitMQ 的服務(wù)端設(shè)計(jì)中，每一個(gè) Queue，每一個(gè) Connection 都是單獨(dú)的一個(gè)“進(jìn)程”。因此如果你想盡可能地壓榨 RabbitMQ 性能，可以通過(guò)建立更多的 Connection 或者創(chuàng)建更多的 Queue 來(lái)實(shí)現(xiàn)，當(dāng)然需要注意到 Connection 的創(chuàng)建和銷毀的性能開(kāi)銷問(wèn)題。

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golang使用Nsq

1. 介紹

最近在研究一些消息中間件，常用的MQ如RabbitMQ,ActiveMQ,Kafka等。NSQ是一個(gè)基于Go語(yǔ)言的分布式實(shí)時(shí)消息平臺(tái)，它基于MIT開(kāi)源協(xié)議發(fā)布，由bitly公司開(kāi)源出來(lái)的一款簡(jiǎn)單易用的消息中間件。

官方和第三方還為NSQ開(kāi)發(fā)了眾多客戶端功能庫(kù)，如官方提供的基于HTTP的nsqd、Go客戶端go-nsq、Python客戶端pynsq、基于Node.js的JavaScript客戶端nsqjs、異步C客戶端libnsq、Java客戶端nsq-java以及基于各種語(yǔ)言的眾多第三方客戶端功能庫(kù)。

1.1 Features

1). Distributed

NSQ提供了分布式的，去中心化，且沒(méi)有單點(diǎn)故障的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，穩(wěn)定的消息傳輸發(fā)布保障，能夠具有高容錯(cuò)和HA（高可用）特性。

2). Scalable易于擴(kuò)展

NSQ支持水平擴(kuò)展，沒(méi)有中心化的brokers。內(nèi)置的發(fā)現(xiàn)服務(wù)簡(jiǎn)化了在集群中增加節(jié)點(diǎn)。同時(shí)支持pub-sub和load-balanced 的消息分發(fā)。

3). Ops Friendly

NSQ非常容易配置和部署，生來(lái)就綁定了一個(gè)管理界面。二進(jìn)制包沒(méi)有運(yùn)行時(shí)依賴。官方有Docker image。

4.Integrated高度集成

官方的 Go 和 Python庫(kù)都有提供。而且為大多數(shù)語(yǔ)言提供了庫(kù)。

1.2 組件

1.3 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

NSQ推薦通過(guò)他們相應(yīng)的nsqd實(shí)例使用協(xié)同定位發(fā)布者，這意味著即使面對(duì)網(wǎng)絡(luò)分區(qū)，消息也會(huì)被保存在本地，直到它們被一個(gè)消費(fèi)者讀取。更重要的是，發(fā)布者不必去發(fā)現(xiàn)其他的nsqd節(jié)點(diǎn)，他們總是可以向本地實(shí)例發(fā)布消息。

NSQ

首先，一個(gè)發(fā)布者向它的本地nsqd發(fā)送消息，要做到這點(diǎn)，首先要先打開(kāi)一個(gè)連接，然后發(fā)送一個(gè)包含topic和消息主體的發(fā)布命令，在這種情況下，我們將消息發(fā)布到事件topic上以分散到我們不同的worker中。

事件topic會(huì)復(fù)制這些消息并且在每一個(gè)連接topic的channel上進(jìn)行排隊(duì)，在我們的案例中，有三個(gè)channel，它們其中之一作為檔案channel。消費(fèi)者會(huì)獲取這些消息并且上傳到S3。

nsqd

每個(gè)channel的消息都會(huì)進(jìn)行排隊(duì)，直到一個(gè)worker把他們消費(fèi)，如果此隊(duì)列超出了內(nèi)存限制，消息將會(huì)被寫入到磁盤中。Nsqd節(jié)點(diǎn)首先會(huì)向nsqlookup廣播他們的位置信息，一旦它們注冊(cè)成功，worker將會(huì)從nsqlookup服務(wù)器節(jié)點(diǎn)上發(fā)現(xiàn)所有包含事件topic的nsqd節(jié)點(diǎn)。

nsqlookupd

2. Internals

2.1 消息傳遞擔(dān)保

1）客戶表示已經(jīng)準(zhǔn)備好接收消息

2）NSQ 發(fā)送一條消息，并暫時(shí)將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在本地（在 re-queue 或 timeout）

3）客戶端回復(fù) FIN（結(jié)束）或 REQ（重新排隊(duì)）分別指示成功或失敗。如果客戶端沒(méi)有回復(fù), NSQ 會(huì)在設(shè)定的時(shí)間超時(shí)，自動(dòng)重新排隊(duì)消息

這確保了消息丟失唯一可能的情況是不正常結(jié)束 nsqd 進(jìn)程。在這種情況下，這是在內(nèi)存中的任何信息（或任何緩沖未刷新到磁盤）都將丟失。

如何防止消息丟失是最重要的，即使是這個(gè)意外情況可以得到緩解。一種解決方案是構(gòu)成冗余 nsqd對(duì)（在不同的主機(jī)上）接收消息的相同部分的副本。因?yàn)槟銓?shí)現(xiàn)的消費(fèi)者是冪等的，以兩倍時(shí)間處理這些消息不會(huì)對(duì)下游造成影響，并使得系統(tǒng)能夠承受任何單一節(jié)點(diǎn)故障而不會(huì)丟失信息。

2.2 簡(jiǎn)化配置和管理

單個(gè) nsqd 實(shí)例被設(shè)計(jì)成可以同時(shí)處理多個(gè)數(shù)據(jù)流。流被稱為“話題”和話題有 1 個(gè)或多個(gè)“通道”。每個(gè)通道都接收到一個(gè)話題中所有消息的拷貝。在實(shí)踐中，一個(gè)通道映射到下行服務(wù)消費(fèi)一個(gè)話題。

在更底的層面，每個(gè) nsqd 有一個(gè)與 nsqlookupd 的長(zhǎng)期 TCP 連接，定期推動(dòng)其狀態(tài)。這個(gè)數(shù)據(jù)被 nsqlookupd 用于給消費(fèi)者通知 nsqd 地址。對(duì)于消費(fèi)者來(lái)說(shuō)，一個(gè)暴露的 HTTP /lookup 接口用于輪詢。為話題引入一個(gè)新的消費(fèi)者，只需啟動(dòng)一個(gè)配置了 nsqlookup 實(shí)例地址的 NSQ 客戶端。無(wú)需為添加任何新的消費(fèi)者或生產(chǎn)者更改配置，大大降低了開(kāi)銷和復(fù)雜性。

2.3 消除單點(diǎn)故障

NSQ被設(shè)計(jì)以分布的方式被使用。nsqd 客戶端（通過(guò) TCP ）連接到指定話題的所有生產(chǎn)者實(shí)例。沒(méi)有中間人，沒(méi)有消息代理，也沒(méi)有單點(diǎn)故障。

這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)消除單鏈，聚合，反饋。相反，你的消費(fèi)者直接訪問(wèn)所有生產(chǎn)者。從技術(shù)上講，哪個(gè)客戶端連接到哪個(gè) NSQ 不重要，只要有足夠的消費(fèi)者連接到所有生產(chǎn)者，以滿足大量的消息，保證所有東西最終將被處理。對(duì)于 nsqlookupd，高可用性是通過(guò)運(yùn)行多個(gè)實(shí)例來(lái)實(shí)現(xiàn)。他們不直接相互通信和數(shù)據(jù)被認(rèn)為是最終一致。消費(fèi)者輪詢所有的配置的 nsqlookupd 實(shí)例和合并 response。失敗的，無(wú)法訪問(wèn)的，或以其他方式故障的節(jié)點(diǎn)不會(huì)讓系統(tǒng)陷于停頓。

2.4 效率

對(duì)于數(shù)據(jù)的協(xié)議，通過(guò)推送數(shù)據(jù)到客戶端最大限度地提高性能和吞吐量的，而不是等待客戶端拉數(shù)據(jù)。這個(gè)概念，稱之為 RDY 狀態(tài)，基本上是客戶端流量控制的一種形式。

efficiency

2.5 心跳和超時(shí)

組合應(yīng)用級(jí)別的心跳和 RDY 狀態(tài)，避免頭阻塞現(xiàn)象，也可能使心跳無(wú)用（即，如果消費(fèi)者是在后面的處理消息流的接收緩沖區(qū)中，操作系統(tǒng)將被填滿，堵心跳）為了保證進(jìn)度，所有的網(wǎng)絡(luò) IO 時(shí)間上限勢(shì)必與配置的心跳間隔相關(guān)聯(lián)。這意味著，你可以從字面上拔掉之間的網(wǎng)絡(luò)連接 nsqd 和消費(fèi)者，它會(huì)檢測(cè)并正確處理錯(cuò)誤。當(dāng)檢測(cè)到一個(gè)致命錯(cuò)誤，客戶端連接被強(qiáng)制關(guān)閉。在傳輸中的消息會(huì)超時(shí)而重新排隊(duì)等待傳遞到另一個(gè)消費(fèi)者。最后，錯(cuò)誤會(huì)被記錄并累計(jì)到各種內(nèi)部指標(biāo)。

2.6 分布式

因?yàn)镹SQ沒(méi)有在守護(hù)程序之間共享信息，所以它從一開(kāi)始就是為了分布式操作而生。個(gè)別的機(jī)器可以隨便宕機(jī)隨便啟動(dòng)而不會(huì)影響到系統(tǒng)的其余部分，消息發(fā)布者可以在本地發(fā)布，即使面對(duì)網(wǎng)絡(luò)分區(qū)。

這種“分布式優(yōu)先”的設(shè)計(jì)理念意味著NSQ基本上可以永遠(yuǎn)不斷地?cái)U(kuò)展，需要更高的吞吐量？那就添加更多的nsqd吧。唯一的共享狀態(tài)就是保存在lookup節(jié)點(diǎn)上，甚至它們不需要全局視圖，配置某些nsqd注冊(cè)到某些lookup節(jié)點(diǎn)上這是很簡(jiǎn)單的配置，唯一關(guān)鍵的地方就是消費(fèi)者可以通過(guò)lookup節(jié)點(diǎn)獲取所有完整的節(jié)點(diǎn)集。清晰的故障事件——NSQ在組件內(nèi)建立了一套明確關(guān)于可能導(dǎo)致故障的的故障權(quán)衡機(jī)制，這對(duì)消息傳遞和恢復(fù)都有意義。雖然它們可能不像Kafka系統(tǒng)那樣提供嚴(yán)格的保證級(jí)別，但NSQ簡(jiǎn)單的操作使故障情況非常明顯。

2.7 no replication

不像其他的隊(duì)列組件，NSQ并沒(méi)有提供任何形式的復(fù)制和集群，也正是這點(diǎn)讓它能夠如此簡(jiǎn)單地運(yùn)行，但它確實(shí)對(duì)于一些高保證性高可靠性的消息發(fā)布沒(méi)有足夠的保證。我們可以通過(guò)降低文件同步的時(shí)間來(lái)部分避免，只需通過(guò)一個(gè)標(biāo)志配置，通過(guò)EBS支持我們的隊(duì)列。但是這樣仍然存在一個(gè)消息被發(fā)布后馬上死亡，丟失了有效的寫入的情況。

2.8 沒(méi)有嚴(yán)格的順序

雖然Kafka由一個(gè)有序的日志構(gòu)成，但NSQ不是。消息可以在任何時(shí)間以任何順序進(jìn)入隊(duì)列。在我們使用的案例中，這通常沒(méi)有關(guān)系，因?yàn)樗械臄?shù)據(jù)都被加上了時(shí)間戳，但它并不適合需要嚴(yán)格順序的情況。

2.9 無(wú)數(shù)據(jù)重復(fù)刪除功能

NSQ對(duì)于超時(shí)系統(tǒng)，它使用了心跳檢測(cè)機(jī)制去測(cè)試消費(fèi)者是否存活還是死亡。很多原因會(huì)導(dǎo)致我們的consumer無(wú)法完成心跳檢測(cè)，所以在consumer中必須有一個(gè)單獨(dú)的步驟確保冪等性。

3. 實(shí)踐安裝過(guò)程

本文將nsq集群具體的安裝過(guò)程略去，大家可以自行參考官網(wǎng)，比較簡(jiǎn)單。這部分介紹下筆者實(shí)驗(yàn)的拓?fù)洌约皀sqadmin的相關(guān)信息。

3.1 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

topology

實(shí)驗(yàn)采用3臺(tái)NSQD服務(wù)，2臺(tái)LOOKUPD服務(wù)。

采用官方推薦的拓?fù)洌l(fā)布的服務(wù)和NSQD在一臺(tái)主機(jī)。一共5臺(tái)機(jī)器。

NSQ基本沒(méi)有配置文件，配置通過(guò)命令行指定參數(shù)。

主要命令如下:

LOOKUPD命令

NSQD命令

工具類，消費(fèi)后存儲(chǔ)到本地文件。

發(fā)布一條消息

3.2 nsqadmin

對(duì)Streams的詳細(xì)信息進(jìn)行查看，包括NSQD節(jié)點(diǎn)，具體的channel，隊(duì)列中的消息數(shù)，連接數(shù)等信息。

nsqadmin

channel

列出所有的NSQD節(jié)點(diǎn):

nodes

消息的統(tǒng)計(jì):

msgs

lookup主機(jī)的列表:

hosts

4. 總結(jié)

NSQ基本核心就是簡(jiǎn)單性，是一個(gè)簡(jiǎn)單的隊(duì)列，這意味著它很容易進(jìn)行故障推理和很容易發(fā)現(xiàn)bug。消費(fèi)者可以自行處理故障事件而不會(huì)影響系統(tǒng)剩下的其余部分。

事實(shí)上，簡(jiǎn)單性是我們決定使用NSQ的首要因素，這方便與我們的許多其他軟件一起維護(hù)，通過(guò)引入隊(duì)列使我們得到了堪稱完美的表現(xiàn)，通過(guò)隊(duì)列甚至讓我們?cè)黾恿藥讉€(gè)數(shù)量級(jí)的吞吐量。越來(lái)越多的consumer需要一套嚴(yán)格可靠性和順序性保障，這已經(jīng)超過(guò)了NSQ提供的簡(jiǎn)單功能。

結(jié)合我們的業(yè)務(wù)系統(tǒng)來(lái)看，對(duì)于我們所需要傳輸?shù)陌l(fā)票消息，相對(duì)比較敏感，無(wú)法容忍某個(gè)nsqd宕機(jī)，或者磁盤無(wú)法使用的情況，該節(jié)點(diǎn)堆積的消息無(wú)法找回。這是我們沒(méi)有選擇該消息中間件的主要原因。簡(jiǎn)單性和可靠性似乎并不能完全滿足。相比Kafka，ops肩負(fù)起更多負(fù)責(zé)的運(yùn)營(yíng)。另一方面，它擁有一個(gè)可復(fù)制的、有序的日志可以提供給我們更好的服務(wù)。但對(duì)于其他適合NSQ的consumer，它為我們服務(wù)的相當(dāng)好，我們期待著繼續(xù)鞏固它的堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

請(qǐng)Golang深度用戶說(shuō)說(shuō)，現(xiàn)在Golang的性能可以和C比嗎

不可以，完全沒(méi)有可比性。

Golang的優(yōu)勢(shì)是開(kāi)發(fā)速度，C可以自由、精準(zhǔn)的操控內(nèi)存。

拿string類型舉個(gè)栗子：

1、修改字符串：

golang：需要分配新內(nèi)存，然后進(jìn)行內(nèi)存copy。

c：可直接修改，可realloc。

2、存一段data：

golang：使用[]byte類型，[]byte轉(zhuǎn)成string需要進(jìn)行內(nèi)存拷貝(排除掉利用指針進(jìn)行類型轉(zhuǎn)換的情況)。

c：直接用char[]，可讀可寫。

golang中為了語(yǔ)言的安全性，類似的這種限制有很多，犧牲了一部分性能。但golang的優(yōu)勢(shì)也是顯而易見(jiàn)的，goroutine、chan都很好用，而c則需要自己進(jìn)行進(jìn)程、線程的管控。

當(dāng)前標(biāo)題：go語(yǔ)言mq Go語(yǔ)言中文網(wǎng)
URL標(biāo)題：http://vcdvsql.cn/article42/dopichc.html

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