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Android MessageQueue消息隊列主要作用詳解

更新時間：2023年02月16日 16:43:54 作者：守住Android最后的光

Android 消息機制主要指的是 Handler 的運行機制及其所依賴的 MessageQueue 和 Looper 的工作過程，Handler、MessageQueue、Looper組成一個相互聯(lián)系的整體。本文先從 MessageQueue 的源碼來說明其實現(xiàn)原理

定義

隊列是 Apache RocketMQ 中消息存儲和傳輸?shù)膶嶋H容器，也是 Apache RocketMQ 消息的最小存儲單元。 Apache RocketMQ 的所有主題都是由多個隊列組成，以此實現(xiàn)隊列數(shù)量的水平拆分和隊列內(nèi)部的流式存儲。

隊列的主要作用如下：

存儲順序性隊列天然具備順序性，即消息按照進(jìn)入隊列的順序?qū)懭氪鎯Γ魂犃虚g的消息天然存在順序關(guān)系，隊列頭部為最早寫入的消息，隊列尾部為最新寫入的消息。消息在隊列中的位置和消息之間的順序通過位點（Offset）進(jìn)行標(biāo)記管理。
流式操作語義 Apache RocketMQ 基于隊列的存儲模型可確保消息從任意位點讀取任意數(shù)量的消息，以此實現(xiàn)類似聚合讀取、回溯讀取等特性，這些特性是RabbitMQ、ActiveMQ等非隊列存儲模型不具備的。

模型關(guān)系

在整個 Apache RocketMQ 的領(lǐng)域模型中，隊列所處的流程和位置如下：

Apache RocketMQ 默認(rèn)提供消息可靠存儲機制，所有發(fā)送成功的消息都被持久化存儲到隊列中，配合生產(chǎn)者和消費者客戶端的調(diào)用可實現(xiàn)至少投遞一次的可靠性語義。

Apache RocketMQ 隊列模型和Kafka的分區(qū)（Partition）模型類似。在 Apache RocketMQ 消息收發(fā)模型中，隊列屬于主題的一部分，雖然所有的消息資源以主題粒度管理，但實際的操作實現(xiàn)是面向隊列。例如，生產(chǎn)者指定某個主題，向主題內(nèi)發(fā)送消息，但實際消息發(fā)送到該主題下的某個隊列中。

Apache RocketMQ 中通過修改隊列數(shù)量，以此實現(xiàn)橫向的水平擴容和縮容。

內(nèi)部屬性

讀寫權(quán)限

定義：當(dāng)前隊列是否可以讀寫數(shù)據(jù)。
取值：由服務(wù)端定義，枚舉值如下
6：讀寫狀態(tài)，當(dāng)前隊列允許讀取消息和寫入消息。
4：只讀狀態(tài)，當(dāng)前隊列只允許讀取消息，不允許寫入消息。
2：只寫狀態(tài)，當(dāng)前隊列只允許寫入消息，不允許讀取消息。
0：不可讀寫狀態(tài)，當(dāng)前隊列不允許讀取消息和寫入消息。
約束：隊列的讀寫權(quán)限屬于運維側(cè)操作，不建議頻繁修改。

行為約束

每個主題下會由一到多個隊列來存儲消息，每個主題對應(yīng)的隊列數(shù)與消息類型以及實例所處地域（Region）相關(guān)，隊列數(shù)暫不支持修改。

版本兼容性

隊列的名稱屬性在 Apache RocketMQ 服務(wù)端的不同版本中有如下差異：

服務(wù)端3.x/4.x版本：隊列名稱由{主題名稱}+{BrokerID}+{QueueID}三元組組成，和物理節(jié)點綁定。
服務(wù)端5.x版本：隊列名稱為一個集群分配的全局唯一的字符串組成，和物理節(jié)點解耦。

因此，在開發(fā)過程中，建議不要對隊列名稱做任何假設(shè)和綁定。如果您在代碼中自定義拼接隊列名稱并和其他操作進(jìn)行綁定，一旦服務(wù)端版本升級，可能會出現(xiàn)隊列名稱無法解析的兼容性問題。

使用建議

按照實際業(yè)務(wù)消耗設(shè)置隊列數(shù)

Apache RocketMQ 的隊列數(shù)可在創(chuàng)建主題或變更主題時設(shè)置修改，隊列數(shù)量的設(shè)置應(yīng)遵循少用夠用原則，避免隨意增加隊列數(shù)量。

主題內(nèi)隊列數(shù)過多可能對導(dǎo)致如下問題：

集群元數(shù)據(jù)膨脹 Apache RocketMQ 會以隊列粒度采集指標(biāo)和監(jiān)控數(shù)據(jù)，隊列過多容易造成管控元數(shù)據(jù)膨脹。
客戶端壓力過大 Apache RocketMQ 的消息讀寫都是針對隊列進(jìn)行操作，隊列過多容易產(chǎn)生空輪詢請求，增加系統(tǒng)負(fù)荷。

常見隊列增加場景

需要增加隊列實現(xiàn)物理節(jié)點負(fù)載均衡 Apache RocketMQ 每個主題的多個隊列可以分布在不同的服務(wù)節(jié)點上，在集群水平擴容增加節(jié)點后，為了保證集群流量的負(fù)載均衡，建議在新的服務(wù)節(jié)點上新增隊列，或?qū)⑴f的隊列遷移到新的服務(wù)節(jié)點上。

需要增加隊列實現(xiàn)順序消息性能擴展在 Apache RocketMQ 服務(wù)端4.x版本中，順序消息的順序性在隊列內(nèi)生效的，因此順序消息的并發(fā)度會在一定程度上受隊列數(shù)量的影響，因此建議僅在系統(tǒng)性能瓶頸時再增加隊列。

消息隊列相關(guān)概念

生產(chǎn)者（Producer）：負(fù)責(zé)產(chǎn)生消息；

消費者（Consumer）：負(fù)責(zé)消費消息；

消息（Message）：在應(yīng)用間傳送的數(shù)據(jù)。消息可以非常簡單，比如只包含文本字符串，也可以更復(fù)雜，可能包含嵌入對象；

消息隊列（Message Queue）：一種應(yīng)用間的通信方式，消息發(fā)送后可以立即返回，由消息系統(tǒng)來確保消息的可靠傳遞。消息發(fā)布者只管把消息發(fā)布到 MQ 中而不用管誰來取，消息使用者只管從 MQ 中取消息而不管是誰發(fā)布的。這樣發(fā)布者和使用者都不用知道對方的存在。

消息代理（Message Broker）：負(fù)責(zé)存儲/轉(zhuǎn)發(fā)消息，轉(zhuǎn)發(fā)分為推和拉兩種。

拉是指Consumer主動從Message Broker獲取消息；
推是指Message Broker主動將Consumer感興趣的消息推送給Consumer。

消息隊列的消費場景

消息至多被消費一次

該場景是最容易滿足的，特點是整個消息隊列吞吐量大，實現(xiàn)簡單。適合能容忍丟消息，消息重復(fù)消費的任務(wù)。

a）Producer發(fā)送消息到Message Broker階段：

Producer發(fā)消息給Message Broker，不要求Message Broker對接收到的消息響應(yīng)確認(rèn)，Producer也不用關(guān)心Message Broker是否收到消息了。

b）Message Broker存儲/轉(zhuǎn)發(fā)階段：

對Message Broker的存儲不要求持久性，轉(zhuǎn)發(fā)消息時也不用關(guān)心Consumer是否真的收到了。

c）Consumer消費階段：

Consumer從Message Broker中獲取到消息后，可以從Message Broker刪除消息，或Message Broker在消息被Consumer拿去消費時刪除消息，不用關(guān)心Consumer最后對消息的處理結(jié)果。

消息至少被消費一次

適合不能容忍丟消息，但允許重復(fù)消費的任務(wù)。

a）Producer發(fā)送消息到Message Broker階段：

Producer發(fā)消息給Message Broker，Message Broker必須響應(yīng)對消息的確認(rèn)。

b）Message Broker存儲/轉(zhuǎn)發(fā)階段：

Message Broker必須提供持久性保障，轉(zhuǎn)發(fā)消息時，Message Broker需要Consumer通知刪除消息，才能將消息刪除。

c）Consumer消費階段：

Consumer從Message Broker中獲取到消息，必須在消費完成后，Message Broker上的消息才能被刪除。

消息僅被消費一次

適合對消息消費情況要求非常高的任務(wù)，實現(xiàn)較為復(fù)雜，這里的“僅被消費一次”包含如下兩種場景：

1）Message Broker上存儲的消息被Consumer僅消費一次，場景要求： a）Producer發(fā)送消息到Message Broker階段：

Producer發(fā)消息給Message Broker，不要求Message Broker對接收到的消息響應(yīng)確認(rèn)，Producer也不用關(guān)心Message Broker是否收到消息了。

b）Message Broker存儲/轉(zhuǎn)發(fā)階段：

Message Broker必須提供持久性保障，并且每條消息在其消費隊列里有唯一標(biāo)識（這個唯一標(biāo)識可以由Producer產(chǎn)生，也可以由Message Broker產(chǎn)生）。

c）Consumer消費階段：

Consumer從Message Broker中獲取到消息后，需要記錄下消費的消息標(biāo)識，以便在后續(xù)消費中防止對某個消息重復(fù)消費。比如Consumer獲取到消息，消費完后，還沒來得及從Message Broker刪除消息，就掛了，這樣Message Broker如果把消息重新加入待消費隊列的話，那么這條消息就會被重復(fù)消費了。

2）Producer上產(chǎn)生的消息被Consumer僅消費一次，場景要求： a）Producer發(fā)送消息到Message Broker階段：

Producer發(fā)消息給Message Broker，Message Broker必須響應(yīng)對消息的確認(rèn)，并且Producer負(fù)責(zé)為該消息產(chǎn)生唯一標(biāo)識，以防止Consumer重復(fù)消費（因為Producer發(fā)消息給Message Broker后，由于網(wǎng)絡(luò)問題沒收到Message Broker的響應(yīng)，可能會重發(fā)消息給到Message Broker）。

b）Message Broker存儲/轉(zhuǎn)發(fā)階段：

Message Broker必須提供持久性保障，并且每條消息在其消費隊列里有唯一標(biāo)識（這個唯一標(biāo)識需要由Producer產(chǎn)生）。

c）Consumer消費階段：

Consumer從Message Broker中獲取到消息后，需要記錄下消費的消息標(biāo)識，以便在后續(xù)消費中防止對某個消息重復(fù)消費。比如Consumer獲取到消息，消費完后，還沒來得及從Message Broker刪除消息，就掛了，這樣Message Broker如果把消息重新加入待消費隊列的話，那么這條消息就會被重復(fù)消費了。

實踐Hello World

/// <summary>
/// 發(fā)送按鈕事件
/// </summary>
/// <param name="sender"></param>
/// <param name="e"></param>
private void button1_Click(object sender, EventArgs e)
{
    if (!string.IsNullOrEmpty(textBox1.Text.Trim()))
    {
        try
        {
            //判斷私有隊列是否存在
            if (!MessageQueue.Exists(@".\Private$\MyPrivateQueue"))
            {
                //創(chuàng)建一個私有隊列
                MessageQueue.Create(@".\Private$\MyPrivateQueue");
            }
            //實例一個隊列
            var queue = new MessageQueue(@".\Private$\MyPrivateQueue");
            //發(fā)送消息（第一個參數(shù)為消息內(nèi)容，第二個參數(shù)為消息標(biāo)簽或名稱）
            queue.Send(textBox1.Text.Trim(), "TestLable");
        }
        catch (MessageQueueException ex)
        {
            MessageBox.Show(ex.Message, "異常消息", MessageBoxButtons.OK, MessageBoxIcon.Error);
        }
    }
}

消息隊列好處或功能

1、消息可以在斷開連接的環(huán)境下發(fā)送。不需要同時運行正在發(fā)送和正在接收的應(yīng)用程序。

2、使用快捷模式,消息可以非?？斓匕l(fā)送。在快捷模式下,消息存儲在內(nèi)存中。

3、對于可恢復(fù)的機制,消息可以使用有保證的交付方式發(fā)送?？苫謴?fù)的消`息存儲在文件中。在服務(wù)器重新啟動時發(fā)送它們。

4、用訪問控制列表來保護(hù)消息隊列,可以確定哪些用戶可以發(fā)送或接收隊列中的消息。消息還可以加密,避免網(wǎng)絡(luò)嗅探器讀取其中的數(shù)據(jù)。消息在發(fā)送時可以指定優(yōu)先級,這樣可以更快地處理高優(yōu)先級的項。

5、Message Queuing 3.0支持多播消息的發(fā)送。

6、Message queuing 4.0支持病毒消息。病毒消息不能解析?？梢远x病毒隊列中不能解析的消息是可以移動的。例如,如果從正常的隊列中讀取消息后,對應(yīng)作業(yè)要把消息插入數(shù)據(jù)庫中,但消息不能插入數(shù)據(jù)庫,因此該作業(yè)失敗,該消息就會發(fā)送到病毒隊列中。有人負(fù)責(zé)處理病毒隊列,這個人應(yīng)以能解析病毒消息的方式來處理該消息。

7、Message Queuing 5.0支持更安全學(xué)身份驗證算法,可以處理大量隊列(Message queuing 4.0在處理幾千個隊列時有性能問題)。

到此這篇關(guān)于Android MessageQueue消息隊列主要作用詳解的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Android MessageQueue消息隊列內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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