剖析nsq消息隊列(一) 簡介及去中心化實現原理
- 2019 年 10 月 3 日
- 筆記
分散式消息隊列nsq，簡單易用，去中心化的設計使nsq更健壯，nsq充分利用了go語言的goroutine和channel來實現的消息處理，程式碼量也不大，讀不了多久就沒了。後期的文章我會把nsq的源碼分析給大家看。
主要的分析路線如下
- 分析
nsq的整體框架結構，分析如何做到的無中心化分散式拓撲結構，如何處理的單點故障。 - 分析
nsq是如何保證消息的可靠性，如何保證消息的處理，對於消息的持久化是如何處理和擴展的。 - 分析
nsq是如何做的消息的負載處理，即如何把合理的、不超過客戶端消費能力的情況下，把消息分發到不同的客戶端。 - 分析
nsq提供的一些輔助組件。
這篇帖子，介紹nsq的主體結構，以及他是如何做到去中心化的分散式拓撲結構，如何處理的單點故障。
幾個組件是需要先大概說一下
nsqd 消息隊列的主體，對消息的接收，處理和把消息分發到客戶端。
nsqlookupd nsq拓撲結構資訊的管理者，有了他才能組成一個簡單易用的無中心化的分散式拓撲網路結構。
go-nsq nsq官方的go語言客戶端，基本上市面上的主流程式語言都有相應的客戶端在這裡
還有可視化的組件nsqadmin和一些工具像nsq_to_file、nsq_stat、等等，這些在後期的帖子里會介紹
使用方式
兩種方式一種是直接連接另一種是通過nsqlookupd進行連接
直連方式
nsqd是獨立運行的，我們可以直接使用部署幾個nsqd然後使用客戶端直連的方式使用
例子
目前資源有限，我就都在一台機器上模擬了
啟動兩個nsqd
./nsqd -tcp-address ":8000" -http-address ":8001" -data-path=./a./nsqd -tcp-address ":7000" -http-address ":7001" -data-path=./b正常啟動會有類似下面的輸出
[nsqd] 2019/08/29 18:42:56.928345 INFO: nsqd v1.1.1-alpha (built w/go1.12.7) [nsqd] 2019/08/29 18:42:56.928512 INFO: ID: 538 [nsqd] 2019/08/29 18:42:56.928856 INFO: NSQ: persisting topic/channel metadata to b/nsqd.dat [nsqd] 2019/08/29 18:42:56.935797 INFO: TCP: listening on [::]:7000 [nsqd] 2019/08/29 18:42:56.935891 INFO: HTTP: listening on [::]:7001簡單使用
func main() { adds := []string{"127.0.0.1:7000", "127.0.0.1:8000"} config := nsq.NewConfig() topicName := "testTopic1" c, _ := nsq.NewConsumer(topicName, "ch1", config) testHandler := &MyTestHandler{consumer: c} c.AddHandler(testHandler) if err := c.ConnectToNSQDs(adds); err != nil { panic(err) } stats := c.Stats() if stats.Connections == 0 { panic("stats report 0 connections (should be > 0)") } stop := make(chan os.Signal) signal.Notify(stop, os.Interrupt) fmt.Println("server is running....") <-stop } type MyTestHandler struct { consumer *nsq.Consumer } func (m MyTestHandler) HandleMessage(message *nsq.Message) error { fmt.Println(string(message.Body)) return nil }方法 c.ConnectToNSQDs(adds)，連接多個nsqd服務
然後運行多個客戶端實現
這時，我們發送一個消息，
curl -d 'hello world 2' 'http://127.0.0.1:7001/pub?topic=testTopic1'nsqd會根據他的演算法，把消息分配到一個客戶端
客戶端的輸入如下
2019/08/30 12:05:32 INF 1 [testTopic1/ch1] (127.0.0.1:7000) connecting to nsqd 2019/08/30 12:05:32 INF 1 [testTopic1/ch1] (127.0.0.1:8000) connecting to nsqd server is running.... hello world 2但是這種做的話，需要客戶端做一些額外的工作，需要頻繁的去檢查所有nsqd的狀態，如果發現出現問題需要客戶端主動去處理這些問題。
總結
我使用的客戶端庫是官方庫 go-nsq，使用直接連nsqd的方式，
- 如果有
nsqd出現問題，現在的處理方式，他會每隔一段時間執行一次重連操作。想去掉這個連接資訊就要額外做一些處理了。 - 如果對
nsqd進行橫向擴充，只能是自己民額外的寫一些程式碼調用ConnectToNSQDs或者ConnectToNSQD方法
去中心化連接方式 nsqlookupd
官方推薦使用連接nsqlookupd的方式，nsqlookupd用於做服務的註冊和發現，這樣可以做到去中心化。
圖中我們運行著多個nsqd和多個nsqlookupd的實例，客戶端去連接nsqlookupd來操作nsqd
例子
我們要先啟動nsqlookupd，為了演示方便，我啟動兩個nsqlookupd實例, 三個nsqd實例
./nsqlookupd -tcp-address ":8200" -http-address ":8201"./nsqlookupd -tcp-address ":7200" -http-address ":7201"為了演示橫向擴充，先啟動兩個，客戶端連接後，再啟動第三個。
./nsqd -tcp-address ":8000" -http-address ":8001" --lookupd-tcp-address=127.0.0.1:8200 --lookupd-tcp-address=127.0.0.1:7200 -data-path=./a./nsqd -tcp-address ":7000" -http-address ":7001" --lookupd-tcp-address=127.0.0.1:8200 --lookupd-tcp-address=127.0.0.1:7200 -data-path=./b--lookupd-tcp-address 用於指定lookup的連接地址
客戶端簡單程式碼
package main import ( "fmt" "os" "os/signal" "time" "github.com/nsqio/go-nsq" ) func main() { adds := []string{"127.0.0.1:7201", "127.0.0.1:8201"} config := nsq.NewConfig() config.MaxInFlight = 1000 config.MaxBackoffDuration = 5 * time.Second config.DialTimeout = 10 * time.Second topicName := "testTopic1" c, _ := nsq.NewConsumer(topicName, "ch1", config) testHandler := &MyTestHandler{consumer: c} c.AddHandler(testHandler) if err := c.ConnectToNSQLookupds(adds); err != nil { panic(err) } stop := make(chan os.Signal) signal.Notify(stop, os.Interrupt) fmt.Println("server is running....") <-stop } type MyTestHandler struct { consumer *nsq.Consumer } func (m MyTestHandler) HandleMessage(message *nsq.Message) error { fmt.Println(string(message.Body)) return nil } 方法ConnectToNSQLookupds就是用於連接nsqlookupd的，但是需要注意的是，連接的是http埠7201和8201，庫go-nsq 是通過請求其中一個nsqlookupd的 http 方法http://127.0.0.1:7201/lookup?topic=testTopic1 來得到所有提供topic=testTopic1的nsqd 列表資訊，然後對所有的nsqd進行連接，
2019/08/30 13:47:26 INF 1 [testTopic1/ch1] querying nsqlookupd http://127.0.0.1:7201/lookup?topic=testTopic1 2019/08/30 13:47:26 INF 1 [testTopic1/ch1] (li-peng-mc-macbook.local:7000) connecting to nsqd 2019/08/30 13:47:26 INF 1 [testTopic1/ch1] (li-peng-mc-macbook.local:8000) connecting to nsqd 目前我們已經連接了兩個。
我們演示一下橫向擴充,啟動第三個nsqd
./nsqd -tcp-address ":6000" -http-address ":6001" --lookupd-tcp-address=127.0.0.1:8200 --lookupd-tcp-address=127.0.0.1:7200 -data-path=./c這裡會有一個問題，當我啟動了一個親的nsqd但是他的topic是空的，我們需指定這新的nsqd處理哪些topic。
我們可以用nsqadmin查看所有的topic
./nsqadmin --lookupd-http-address=127.0.0.1:8201 --lookupd-http-address=127.0.0.1:7201
然後去你的nsqd上去建topic
curl -X POST 'http://127.0.0.1:6001/topic/create?topic=testTopic1'當然也可以自己寫一些自動化的角本
查看客戶端的日誌輸出
2019/08/30 14:56:01 INF 1 [testTopic1/ch1] querying nsqlookupd http://127.0.0.1:7201/lookup?topic=testTopic1 2019/08/30 14:56:01 INF 1 [testTopic1/ch1] (li-peng-mc-macbook.local:6000) connecting to nsqd 已經連上我們的新nsqd了
我手動關閉一個nsqd實例
客戶端的日誌輸出已經斷開了連接
2019/08/30 15:04:20 ERR 1 [testTopic1/ch1] (li-peng-mc-macbook.local:8000) IO error - EOF 2019/08/30 15:04:20 INF 1 [testTopic1/ch1] (li-peng-mc-macbook.local:8000) beginning close 2019/08/30 15:04:20 INF 1 [testTopic1/ch1] (li-peng-mc-macbook.local:8000) readLoop exiting 2019/08/30 15:04:20 INF 1 [testTopic1/ch1] (li-peng-mc-macbook.local:8000) breaking out of writeLoop 2019/08/30 15:04:20 INF 1 [testTopic1/ch1] (li-peng-mc-macbook.local:8000) writeLoop exiting 2019/08/30 15:04:20 INF 1 [testTopic1/ch1] (li-peng-mc-macbook.local:8000) finished draining, cleanup exiting 2019/08/30 15:04:20 INF 1 [testTopic1/ch1] (li-peng-mc-macbook.local:8000) clean close complete 2019/08/30 15:04:20 WRN 1 [testTopic1/ch1] there are 2 connections left alive 並且nsqd和nsqlookupd也斷開了連接，客戶端再次從nsqlookupd取所有的nsqd的地址時得到的總是可用的地址。
去中心化實現原理
nsqlookupd用於管理整個網路拓撲結構，nsqd用他實現服務的註冊，客戶端使用他得到所有的nsqd服務節點資訊，然後所有的consumer端連接
實現原理如下，
nsqd把自己的服務資訊廣播給一個或者多個nsqlookupd客戶端連接一個或者多個nsqlookupd，通過nsqlookupd得到所有的nsqd的連接資訊，進行連接消費，- 如果某個
nsqd出現問題，down機了，會和nsqlookupd斷開，這樣客戶端從nsqlookupd得到的nsqd的列表永遠是可用的。客戶端連接的是所有的nsqd，一個出問題了就用其他的連接，所以也不會受影響。