消息队列

一、概念

• 消息队列（MQ）：一种异步通信机制，通过“消息”的形式让不同系统或模块解耦
• 核心思想：发送方（生产者Producer）只负责发送消息，接收方（消费者Consumer）只负责消费消息，两者之间通过队列（Broker）传递消息
• 优势：
  1. 系统解耦
  2. 异步处理，提高性能
  3. 削峰填谷（流量削峰，平稳处理高并发请求）
  4. 可靠通信（保证消息送达和消费）

二、底层实现原理

1. 基础模型

• Producer（生产者）：发送消息的程序/服务
• Broker（消息中间件）：消息存储与转发的核心
• Consumer（消费者）：接收并处理消息的程序
• Queue / Topic：
  • Queue（点对点，P2P）：消息只会被一个消费者接收
  • Topic（发布/订阅，Pub/Sub）：一个消息可以被多个消费者接收

2. 底层关键机制

• 存储机制：磁盘顺序写（提高吞吐量）+ 内存缓存（加速访问）
• 传输协议：TCP / HTTP / 自定义协议（Kafka使用TCP + 自定义协议）
• 消息投递：支持同步投递、异步投递、批量投递
• 可靠性保障：消息确认（ACK）、重试机制、持久化存储

三、各类MQ特点

1. Kafka

• 定位：吞吐量高的分布式消息队列 & 流处理平台

• 底层实现：

  • 顺序写磁盘 + 零拷贝（高性能I/O）
  • 分区（Partition） + 副本（Replica）保证扩展性与高可用
  • 消费者通过offset拉取消息，自行维护消费进度

• 特点：

  • 高吞吐量，适合大数据场景
  • 保证消息顺序（分区内有序）
  • 不支持事务（0.11之后有支持，但是比较重）

• 应用场景：

  • 日志收集系统（ELK、日志聚合）
  • 大数据实时流处理（Flink、Spark Steaming）
  • 高并发订单 / 交易消息处理

2. RabbitMQ

• 定位：功能最强大、协议最完善的消息中间件
  • 消息中间件：包括消息队列、路由、持久化、事务、确认机制、协议支持等功能
• 底层实现：
  • 基于Erlang开发
  • 使用AMQP协议（Advanced Message Queuing Protocol）
  • 支持消息路由（Exchange）+ 队列（Queue）
• 特点：
  • 强调可靠行，强一致性（消息确认机制（ACK）、持久化、事务支持）
  • 路由灵活（Direct、Topic、Fanout、Headers）
  • 吞吐量相对Kafka低
• 应用场景：
  • 电商订单系统（下单—>扣库存—>发货）
  • 任务异步执行（邮箱发送、短信推送）
  • 金融系统需要强一致性的场景

3. RocketMQ

• 定位：阿里巴巴开源的高可用、高可靠分布式MQ
• 底层实现：
  • 基于java开发
  • 消息存储基于CommitLog + ConsumeQueue索引机制
  • 支持顺序消息、延迟消息、事务消息
• 特点：
  • 支持海量堆积（百万级消息堆积不影响性能）
  • 强调事务信息（保证最终一致性）
  • 性能接近Kafka，但支持更多企业级功能
• 应用场景：
  • 电商交易系统（保证事务一致性）
  • 金融支付消息（高可靠）
  • 延迟任务（延迟队列）

3. Redis

• 定位：缓存数据库，但也能充当轻量级消息队列
• 实现方式：
  • List（LPUSH / RPOP）实现简单队列
  • Pub / Sub实现发布订阅模式
  • Redis Stream（5.0+）更强大，支持分组消费、持久化
• 特点：
  • 极快，内存级性能
  • 可靠性差（宕机可能丢消息，除非持久化）
  • 不适合大规模复杂MQ场景
• 应用场景：
  • 实时任务队列（轻量级异步任务）
  • 简单的发布订阅（聊天室、消息推送）
  • 作为Kafka / RabbitMQ的补充