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内存数据库,前一段时间google开发的groupcache,couchbase的部分组建
云平台,目前国外很多云平台在采用Go开发,CloudFoundy的部分组建,前VMare的技术总监自己出来搞的apcera云平台。
3、Go成功的项目
nsq:bitly开源的消息队列系统,性能非常高,目前他们每天处理数十亿条的消息
docker:基于lxc的一个虚拟打包工具,能够实现PAAS平台的组建。这就是已经有记录的,go语言能够做什么的统计,希望能帮到你
重点提示:
这样我们就启动了一个 nsqd 的实例
编写一个消息生产者
nsq_single_product.go
编写一个消息消费者
nsq_single_consumer.go
添加第一个实例
添加第二个实例
消息生产者
nsq_cluster_product.go
消息消费者
nsq_cluster_consumer.go
这个 online judge 是我的毕业设计,采用 go 语言,结合 docker 等技术实现,主要是为了学习相关的技术,系统还有很多问题(尤其是安全方向),仅是为了学习而已。
使用的开源项目Nsq,用于各个组件相互通信。
主要是管理编译docker容器和运行docker容器,防止退出。同时为编译期做文件的准备。
主要负责编译各种语言,或者进行语法检查。
运行各种语言,每一种语言都有属于自己的运行环境的docker容器。
1. 介绍
最近在研究一些消息中间件,常用的MQ如RabbitMQ,ActiveMQ,Kafka等。NSQ是一个基于Go语言的分布式实时消息平台,它基于MIT开源协议发布,由bitly公司开源出来的一款简单易用的消息中间件。
官方和第三方还为NSQ开发了众多客户端功能库,如官方提供的基于HTTP的nsqd、Go客户端go-nsq、Python客户端pynsq、基于Node.js的JavaScript客户端nsqjs、异步C客户端libnsq、Java客户端nsq-java以及基于各种语言的众多第三方客户端功能库。
1.1 Features
1). Distributed
NSQ提供了分布式的,去中心化,且没有单点故障的拓扑结构,稳定的消息传输发布保障,能够具有高容错和HA(高可用)特性。
2). Scalable易于扩展
NSQ支持水平扩展,没有中心化的brokers。内置的发现服务简化了在集群中增加节点。同时支持pub-sub和load-balanced 的消息分发。
3). Ops Friendly
NSQ非常容易配置和部署,生来就绑定了一个管理界面。二进制包没有运行时依赖。官方有Docker image。
4.Integrated高度集成
官方的 Go 和 Python库都有提供。而且为大多数语言提供了库。
1.2 组件
1.3 拓扑结构
NSQ推荐通过他们相应的nsqd实例使用协同定位发布者,这意味着即使面对网络分区,消息也会被保存在本地,直到它们被一个消费者读取。更重要的是,发布者不必去发现其他的nsqd节点,他们总是可以向本地实例发布消息。
NSQ
首先,一个发布者向它的本地nsqd发送消息,要做到这点,首先要先打开一个连接,然后发送一个包含topic和消息主体的发布命令,在这种情况下,我们将消息发布到事件topic上以分散到我们不同的worker中。
事件topic会复制这些消息并且在每一个连接topic的channel上进行排队,在我们的案例中,有三个channel,它们其中之一作为档案channel。消费者会获取这些消息并且上传到S3。
nsqd
每个channel的消息都会进行排队,直到一个worker把他们消费,如果此队列超出了内存限制,消息将会被写入到磁盘中。Nsqd节点首先会向nsqlookup广播他们的位置信息,一旦它们注册成功,worker将会从nsqlookup服务器节点上发现所有包含事件topic的nsqd节点。
nsqlookupd
2. Internals
2.1 消息传递担保
1)客户表示已经准备好接收消息
2)NSQ 发送一条消息,并暂时将数据存储在本地(在 re-queue 或 timeout)
3)客户端回复 FIN(结束)或 REQ(重新排队)分别指示成功或失败。如果客户端没有回复, NSQ 会在设定的时间超时,自动重新排队消息
这确保了消息丢失唯一可能的情况是不正常结束 nsqd 进程。在这种情况下,这是在内存中的任何信息(或任何缓冲未刷新到磁盘)都将丢失。
如何防止消息丢失是最重要的,即使是这个意外情况可以得到缓解。一种解决方案是构成冗余 nsqd对(在不同的主机上)接收消息的相同部分的副本。因为你实现的消费者是幂等的,以两倍时间处理这些消息不会对下游造成影响,并使得系统能够承受任何单一节点故障而不会丢失信息。
2.2 简化配置和管理
单个 nsqd 实例被设计成可以同时处理多个数据流。流被称为“话题”和话题有 1 个或多个“通道”。每个通道都接收到一个话题中所有消息的拷贝。在实践中,一个通道映射到下行服务消费一个话题。
在更底的层面,每个 nsqd 有一个与 nsqlookupd 的长期 TCP 连接,定期推动其状态。这个数据被 nsqlookupd 用于给消费者通知 nsqd 地址。对于消费者来说,一个暴露的 HTTP /lookup 接口用于轮询。为话题引入一个新的消费者,只需启动一个配置了 nsqlookup 实例地址的 NSQ 客户端。无需为添加任何新的消费者或生产者更改配置,大大降低了开销和复杂性。
2.3 消除单点故障
NSQ被设计以分布的方式被使用。nsqd 客户端(通过 TCP )连接到指定话题的所有生产者实例。没有中间人,没有消息代理,也没有单点故障。
这种拓扑结构消除单链,聚合,反馈。相反,你的消费者直接访问所有生产者。从技术上讲,哪个客户端连接到哪个 NSQ 不重要,只要有足够的消费者连接到所有生产者,以满足大量的消息,保证所有东西最终将被处理。对于 nsqlookupd,高可用性是通过运行多个实例来实现。他们不直接相互通信和数据被认为是最终一致。消费者轮询所有的配置的 nsqlookupd 实例和合并 response。失败的,无法访问的,或以其他方式故障的节点不会让系统陷于停顿。
2.4 效率
对于数据的协议,通过推送数据到客户端最大限度地提高性能和吞吐量的,而不是等待客户端拉数据。这个概念,称之为 RDY 状态,基本上是客户端流量控制的一种形式。
efficiency
2.5 心跳和超时
组合应用级别的心跳和 RDY 状态,避免头阻塞现象,也可能使心跳无用(即,如果消费者是在后面的处理消息流的接收缓冲区中,操作系统将被填满,堵心跳)为了保证进度,所有的网络 IO 时间上限势必与配置的心跳间隔相关联。这意味着,你可以从字面上拔掉之间的网络连接 nsqd 和消费者,它会检测并正确处理错误。当检测到一个致命错误,客户端连接被强制关闭。在传输中的消息会超时而重新排队等待传递到另一个消费者。最后,错误会被记录并累计到各种内部指标。
2.6 分布式
因为NSQ没有在守护程序之间共享信息,所以它从一开始就是为了分布式操作而生。个别的机器可以随便宕机随便启动而不会影响到系统的其余部分,消息发布者可以在本地发布,即使面对网络分区。
这种“分布式优先”的设计理念意味着NSQ基本上可以永远不断地扩展,需要更高的吞吐量?那就添加更多的nsqd吧。唯一的共享状态就是保存在lookup节点上,甚至它们不需要全局视图,配置某些nsqd注册到某些lookup节点上这是很简单的配置,唯一关键的地方就是消费者可以通过lookup节点获取所有完整的节点集。清晰的故障事件——NSQ在组件内建立了一套明确关于可能导致故障的的故障权衡机制,这对消息传递和恢复都有意义。虽然它们可能不像Kafka系统那样提供严格的保证级别,但NSQ简单的操作使故障情况非常明显。
2.7 no replication
不像其他的队列组件,NSQ并没有提供任何形式的复制和集群,也正是这点让它能够如此简单地运行,但它确实对于一些高保证性高可靠性的消息发布没有足够的保证。我们可以通过降低文件同步的时间来部分避免,只需通过一个标志配置,通过EBS支持我们的队列。但是这样仍然存在一个消息被发布后马上死亡,丢失了有效的写入的情况。
2.8 没有严格的顺序
虽然Kafka由一个有序的日志构成,但NSQ不是。消息可以在任何时间以任何顺序进入队列。在我们使用的案例中,这通常没有关系,因为所有的数据都被加上了时间戳,但它并不适合需要严格顺序的情况。
2.9 无数据重复删除功能
NSQ对于超时系统,它使用了心跳检测机制去测试消费者是否存活还是死亡。很多原因会导致我们的consumer无法完成心跳检测,所以在consumer中必须有一个单独的步骤确保幂等性。
3. 实践安装过程
本文将nsq集群具体的安装过程略去,大家可以自行参考官网,比较简单。这部分介绍下笔者实验的拓扑,以及nsqadmin的相关信息。
3.1 拓扑结构
topology
实验采用3台NSQD服务,2台LOOKUPD服务。
采用官方推荐的拓扑,消息发布的服务和NSQD在一台主机。一共5台机器。
NSQ基本没有配置文件,配置通过命令行指定参数。
主要命令如下:
LOOKUPD命令
NSQD命令
工具类,消费后存储到本地文件。
发布一条消息
3.2 nsqadmin
对Streams的详细信息进行查看,包括NSQD节点,具体的channel,队列中的消息数,连接数等信息。
nsqadmin
channel
列出所有的NSQD节点:
nodes
消息的统计:
msgs
lookup主机的列表:
hosts
4. 总结
NSQ基本核心就是简单性,是一个简单的队列,这意味着它很容易进行故障推理和很容易发现bug。消费者可以自行处理故障事件而不会影响系统剩下的其余部分。
事实上,简单性是我们决定使用NSQ的首要因素,这方便与我们的许多其他软件一起维护,通过引入队列使我们得到了堪称完美的表现,通过队列甚至让我们增加了几个数量级的吞吐量。越来越多的consumer需要一套严格可靠性和顺序性保障,这已经超过了NSQ提供的简单功能。
结合我们的业务系统来看,对于我们所需要传输的发票消息,相对比较敏感,无法容忍某个nsqd宕机,或者磁盘无法使用的情况,该节点堆积的消息无法找回。这是我们没有选择该消息中间件的主要原因。简单性和可靠性似乎并不能完全满足。相比Kafka,ops肩负起更多负责的运营。另一方面,它拥有一个可复制的、有序的日志可以提供给我们更好的服务。但对于其他适合NSQ的consumer,它为我们服务的相当好,我们期待着继续巩固它的坚实的基础。
最近一直在寻找一个高性能,高可用的消息队列做内部服务之间的通讯。一开始想到用zeromq,但在查找资料的过程中,意外的发现了Nsq这个由golang开发的消息队列,毕竟是golang原汁原味的东西,功能齐全,关键是性能还不错。其中支持动态拓展,消除单点故障等特性, 都可以很好的满足我的需求
下面上一张Nsq与其他mq的对比图,看上去的确强大。下面简单记录一下Nsq的使用方法
图片来自golang2017开发者大会
在使用Nsq服务之前,还是有必要了解一下Nsq的几个核心组件
整个Nsq服务包含三个主要部分
先看看官方的原话是怎么说:
nsqlookupd是守护进程负责管理拓扑信息。客户端通过查询 nsqlookupd 来发现指定话题(topic)的生产者,并且 nsqd 节点广播话题(topic)和通道(channel)信息
简单的说nsqlookupd就是中心管理服务,它使用tcp(默认端口4160)管理nsqd服务,使用http(默认端口4161)管理nsqadmin服务。同时为客户端提供查询功能
总的来说,nsqlookupd具有以下功能或特性
官方原话:是一套 WEB UI,用来汇集集群的实时统计,并执行不同的管理任务
总的来说,nsqadmin具有以下功能或特性
nsqadmin默认的访问地址是
官方原话:nsqd 是一个守护进程,负责接收,排队,投递消息给客户端
简单的说,真正干活的就是这个服务,它主要负责message的收发,队列的维护。nsqd会默认监听一个tcp端口(4150)和一个http端口(4151)以及一个可选的https端口
总的来说,nsqd 具有以下功能或特性
这是官方的图,第一个channel(meteics)因为有多个消费者,所以触发了负载均衡机制。后面两个channel由于没有消费者,所有的message均会被缓存在相应的队列里,直到消费者出现
这里想到一个问题是,如果一个channel只有生产者不停的在投递message,会不会导致服务器资源被耗尽?也许nsqd内部做了相应处理,但还是要避免这种情况的出现
了解nsqlookupd,nsqd与客户端中消费者和生产者的关系
消费者有两种方式与nsqd建立连接
生产者必须直连nsqd去投递message(网上说,可以连接到nsqlookupd,让nsqlookupd自动选择一个nsqd去完成投递,但是我用Producer的tcp是连不上nsqlookupd的,不知道http可不可以…),
这里有一个问题就是如果生产者所连接的nsqd炸了,那么message就会投递失败,所以在客户端必须自己实现相应的备用方案
执行完后检查godep是否已经安装在bin目录下,一般都会自动安装,如果没有,用go install手动安装下
如果安装成功,bin目录里就会出现一大堆nsq_…开头的可执行文件
nsqd是一个独立的服务,启动一个nsqd就可以完成message的收发,启动一个单机的nsqd,很简单
客户端可以使用http,也可以使用tcp,这里我使用是官方的go-nsq包做客户端,使用tcp进行message的收发
//Nsq发送测试
//Nsq接收测试