Dyd.BusinessMQ.net 业务消息队列-轻识

Dyd.BusinessMQ 业务消息队列是应用于业务的解耦和分离，应具备分布式，高可靠性，高性能，高实时性，高稳定性，高扩展性等特性。

## 优点: ##
- 大量的业务消息堆积能力
- 无单点故障及故障监控，异常提醒
- 生产者端负载均衡，故障转移，故障自动恢复，并行消息插入。
- 消费者端负载均衡，故障保持，故障自动恢复，并行消息消费。
- 消息高可靠性持久化，较高性能，较高实时性，高稳定性，高扩展性。
- 支持99*99个消息分区，单个消息分区单天支持近1亿的消息存储。
- 消费者拉方式获取消息，在高并发，大量消息涌入的情况下，只要消费能力足够，不会有消息延迟，消息越多性能越好。

## 缺点： ##
- 能保证消息顺序插入,保证相同分区的消息是顺序的（排除网络延迟），但是多个分区之间的可能是乱序的。
- 消息并行消费或者多个分区并行消费或者负载均衡情况下的，消息消费顺序是乱序。

## 缺点原因： ##
- 消息的负载均衡是基于消息的分区存储，故多个分区之间的消息是乱序的，但是相同分区的消息是顺序的。
- 消息的消费者负载均衡也是基于消息的分区进行均衡的，同时单个消费者订阅多个分区的情况下，也可并行进行消费。意味着不同分区的消息的消费是乱序的，但是相同分区的消息消费是顺序的。

## 缺点解决方案： ##
- 生产者自定义负载均衡算法，按照业务维度（用户，商户）等进行分区（多个用户之间可以消息乱序，单个用户的消息必须是顺序的），不同维度可以指向不同的分区，但是单个维度的消息是可以保证顺序的。
- 本解决方案在故障的情况下，故障会移除某些故障节点，意味着故障节点会立即报错（当然也可自己指定故障节点进行转移，但是转移的节点消息会被提前消费，故障的消息会在恢复故障后重新消费，这样也会出现故障程度上的消息乱序消费）。
- 本解决方案在线上无缝扩容和扩展性能方面也会有限制，看要具体的负载均衡算法，但是一般情况下，如果要扩容还是会进行部分消息迁移的情况。

## 问答: ##
### *1.大量的业务消息堆积能力,如何实现？* ###
  每个分区表支持约1亿的消息存储，可以通过增加分区表进行扩容。消费者进行消息消费，内部仅保留某个分区上一次消费的指针，所以不会影响消费者。
  消息持久化到磁盘，不会在内存驻留，理论上不影响内存。

### *2.无单点故障及故障监控，异常提醒？* ###
  故障一般会发生在redis，数据节点，管理中心，日志中心。
  redis节点故障会影响消费者的消息消费响应及时度，一般延迟5s以内。不会影响消息消费速度和消息消费QPS
  数据节点故障会影响生产者和消费者的消息，并造成消息暂时丢失（但是都是可恢复的，具体的看数据库的高可用做到什么程度）。
  生产者端会无缝的进行节点移除，但是会默认1分钟重新尝试重连。消费者会持续报错至日志中，但是不会影响其他分区消费。
  管理中心故障会影响生产者和消费者的心跳检测和新注册的生产者，消费者，但不会影响生产者和消费者具体的消息存储和发送接收。
  日志中心故障不会影响生产者和消费者，但是影响日志的打印，日志中心故障会通知公司内部监控平台。
  虽然故障不会影响线上已有的消息运行，但是还是会在高并发情况下出现性能问题，和系统稳定性，所以一旦发现要重视和及时处理。

### *3.生产者端负载均衡，故障转移，故障自动恢复，并行消息插入？* ###
  默认负载均衡采用多个分区顺序轮询插入，在并发情况下轮询插入是并行插入到不同分区的；某个数据节点出现故障，会移除相关数据节点的所有分区；
  默认1分钟会重新载入故障分区进行重试。

### *4.消费者端负载均衡，故障保持，故障自动恢复，并行消息消费。* ###
  默认消费者端负载均衡是根据消费者订阅的分区进行的（一个消费者可以订阅多个分区，多个相同业务的消费者可以订阅多个不同分区进行负载）。
  一个消费者订阅多个分区，这个消费者可以开启并行进行多分区消费。并行度=分区数，效果理论上最佳。
  分区节点出现故障等，单个分区或者数据节点就会暂停消费，并通知日志中心打印错误日志。当故障恢复后，消费继续进行。

### *5.消息高可靠性持久化，较高性能，较高实时性，高稳定性，高稳定性。* ###
  消息传递到消息中心后，立即持久化到磁盘，故不会丢失消息。生产者可以采用多个分区进行并行插入，消费者可以采用并行进行消息消费，故理论上性能是可扩展无限量的。
  消息是通过拉取的方式获取的，发送消息会由redis进行即时通知消费者拉取（即时消息默认会合并在500ms内redis通知消息），一般在20ms内消息会被消费掉。
  批量拉消息的方式相对push的消息推送方式在高并发和大量消息处理的情况下，消息发送性能应该是更优的。
  稳定性是基于数据库的稳定性和故障转移层面来确保的，扩展性体现在线上无缝的迁移和扩容。

### *6.支持9999个消息分区，单个消息分区单天支持近1亿的消息存储。* ###
  数据节点是01~99个，节点里面的表分区是01~99个，所以可以支持近1万个分区节点。单表的mqid最大应该是（1亿-1）条，应该满足一般的业务需求，
  若不能满足，可以通过多个分区的方式扩容。

### *7.消费者拉方式获取消息，在高并发，大量消息涌入的情况下，只要消费能力足够，不会有消息延迟，消息越多性能越好。* ###
  push推消息的模式能保证更高的实时性，但是在大量消息的情况下，消息堆积的情况更严重，性能会有所影响。
  pull拉消息的模式在保证消息实时性方面会略差，但是在大量消息涌入的情况下，批量拉消息效率更加。而且会将消息分发的负载转移到多个消费者端上。

## 未来改进： ##
1.  未来采用leveldb重写存储。
1.  剥离broker服务用于支持相对可靠的消息服务。
1.  消息完成标记本地缓存/持久化（或者存储redis）,每秒提交更新至数据库,消除频繁消费导致的瓶颈。

## 架构示意图 ##

## 使用demo示例 ##

 /// <summary>
        /// 发送消息
        /// </summary>
        /// <param name="msg"></param>
        public void SendMessageDemo(string msg)
        {
            //发送字符串示例
            var p = ProducterPoolHelper.GetPool(new BusinessMQConfig() { 
                    ManageConnectString = "server=192.168.17.201;Initial 
                    Catalog=dyd_bs_MQ_manage;User ID=sa;Password=Xx~!@#;" },//管理中心数据库
                    "dyd.mytest3");//队列路径 .分隔,类似类的namespace,是队列的唯一标识，要提前告知运维在消息中心注册，方可使用。
            p.SendMessage(@"1");
            //发送对象示例
            /* var obj = new message2 { text = "文字", num = 1 };
              var p = ProducterPoolHelper.GetPool(new BusinessMQConfig() { 
                        ManageConnectString = "server=192.168.17.237;Initial 
                        Catalog=dyd_bs_MQ_manage;User ID=sa;Password=Xx~!@#;" },//管理中心数据库
                        "test.diayadian.obj");//队列路径 .分隔,类似类的namespace,是队列的唯一标识，要提前告知运维在消息中心注册，方可使用。
            p.SendMessage<message>(obj);
            */
        }

        private ConsumerProvider Consumer;
        /// <summary>
        /// 接收消息
        /// </summary>
        /// <param name="action"></param>
        public void ReceiveMessageDemo(Action<string> action)
        {
            if (Consumer == null)
            {
                Consumer = new ConsumerProvider();
                Consumer.Client = "dyd.mytest3.customer1";//clientid,接收消息的(消费者)唯一标示,一旦注册以后，不能更改，业务下线废弃后必须要告知运维，删除消费者注册。
                Consumer.ClientName = "客户端名称";//这个相对随意些，主要是用来自己识别的，要简短
                Consumer.Config = new BusinessMQConfig() { ManageConnectString = 
                        "server=192.168.17.201;Initial Catalog=dyd_bs_MQ_manage;User 
                        ID=sa;Password=Xx~!@#;" };
                Consumer.MaxReceiveMQThread = 1;//并行处理的线程数,一般为1足够,若消息处理慢,又想并行消费,则考虑 正在使用的分区=并行处理线程数 为并行效率极端最优,但cpu消耗应该不小。
                Consumer.MQPath = "dyd.mytest3";//接收的队列要正确
                Consumer.PartitionIndexs = new List<int>() { 1, 2, 3,4, 5, 6, 7, 8 };//消费者订阅的分区顺序号,从1开始
                Consumer.RegisterReceiveMQListener<string>((r) =>
                {
                    /*
                       * 这些编写业务代码
                       * 编写的时候要注意考虑，业务处理失败的情况。
                       * 1.重试失败n次。
                       * 2.重试还不行，则标记消息已被处理。然后跳过该消息处理，自己另外文档记录这种情况。
                       * 消息被消费完毕，一定要调用MarkFinished，标记消息被消费完毕。
                       */
                    action.Invoke(r.ObjMsg);
                    r.MarkFinished();
                });
            }

        }
        /// <summary>
        /// 关闭消息订阅连接
        /// </summary>
        public void CloseReceiveMessage()
        {
            //注册消费者消息,消费者务必要在程序关闭后关掉（dispose）。否则导致异常终止,要人工等待连接超时后，方可重新注册。
            if (Consumer != null)
            {
                Consumer.Dispose();
                Consumer = null;
            }
        }
    }

部分截图

备注:.net开源的消息队列很少，特别是针对业务的高可靠性的消息队列；希望这个开源的消息队列，能够为.net领域更多解决方案，更多的思路和架构设计。

作者:车江毅