如何保证消息队列的高可用


消息的高可用

RabbitMQ的高可用

基于主从(非分布式)做高可用

有三种模式:单机模式、普通集群模式、镜像集群模式。

单机模式

Demo级别

普通集群模式(无高可用性)

普通集群就是在多台机器上启动多个RabbitMQ实例,每个机器启动一个。你创建的队列,只会放到一个RabbitMQ上,但是每个实例都同步queue的元数据(元数据可以认为是 queue 的一些配置信息,通过元数据,可以找到 queue 所在实例)。消费的时候,实际上如果连接到另一个实例,那么那个实例会从队列所在的实例上拉取数据过来。

这种方式很麻烦,没有做到分布式,就是个普通集群。导致消费者每次随机连接一个实例然后拉取数据,或者固定连接哪个队列所在实例消费数据,前者有数据拉取的开销,后者导致单实例性能瓶颈。

如果放队列的实例宕机,会导致其他实例无法从这个实例拉去,若是开启了消息持久化,消息不一定会丢,等这个实例恢复就可以继续从这个队列中拉取数据。

所以并没有所谓的高可用,只是提高吞吐量。

镜像集群模式(高可用)

这种模式才是真正的高可用模式。与普通集群模式不一样,在镜像集群模式,创建的队列,无论事元数据还是队列里的消息都会存在多个实例伤,也就是每个RabbitMQ节点都有这个队列完整的一个镜像,包含队列的全部数据。每次写消息到队列的时候,都会自动把消息同步到多个实例。

  • 如何开启这个镜像模式呢? RabbitMQ有很好的管理控制台,就是在后台新增一个策略,这个策略就是镜像集群模式的策略,指定的时候可以要求数据同步到所有节点,也可以要求同步到指定数量的节点,再次创建队列的时候,用这个策略,会自动将数据同步到其他节点上。

这样任何一个机器宕机,其他节点还包含了这个队列的完整数据,别的消费者都可以到其他节点去消费数据。但是

  1. 性能开销太大,消息需要同步到所有节点,导致网络带宽压力消耗较大
  2. 没有扩展性可言,如果其中一个队列的负载很重,加机器也没有办法扩展

总结

  • 单机模式 Demo级别,本地操作
  • 普通集群模式 消费者每次随机连接一个实例然后拉取数据,或者固定连接哪个队列所在实例消费数据,不算是高可用模式,需要拉取数据,还容易丢失消息。
  • 镜像集群模式 你创建的队列,数据数据队列里的任何消息都存在于多个实例上。(常用)

Kafka高可用性

由多个broker组成,每个broker是一个节点;创建一个topic,这个topic可以划分为多个partition,每个partition可以存在于不同的broker上,每个partition存放一部分数据。

topic的数据,是分散在多个机器上,每个机器就放一部分数据。

  • Kafkfa 0.8以前,没有HA机制,任何一个broker宕机,那么 broker 上的 partition 就废了,没法写也没法读。
  • Kafkfa 0.8以后,提供HA机制,就是replica(复制品)副本机制。每个partition数据都会同步到其他机器,形成自己的replica副本。所有replica会选举一个leader出来,那么生产和消费者都跟这个leader打交道,其他replica就是follower。写的时候,leader会负责把数据同步到所有follower上去,读的时候直接在leader读数据就可以了。

只能读写leader?要是可以随意读写每个follower,那么就要关心数据一致性问题,系统复杂度太高,很容易出问题。。Kafka 会均匀地将一个 partition 的所有 replica 分布在不同的机器上,这样才可以提高容错性。

如果某个broker宕机,那么broker上面的partition在其他机器上都有副本。如果这个宕机的 broker 上面有某个 partition 的 leader,那么此时会从 follower 中重新选举一个新的 leader 出来,大家继续读写那个新的 leader 即可。这就有所谓的高可用性了。

  • 写数据,生产者就写leader,然后leader将数据落地在本地磁盘,接着其他的follower自己主动从leader来pull数据。一旦follower同步好数据,就会发送ack给leader,leader收到所有follower的ack,就会返回写成功的消息给生产者。

  • 消费的时候,只会从leader去读,但是当只有一个消息被所有follower都同步成功返回ack的时候,这个消息才会被消费者读到。




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