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1.消息队列

在分布式系统架构中，消息队列的核心职责是为不同的应用系统提供异步通信服务，通常涉及以下三个重要角色：

• 消息发布者，发送消息的应用系统，负责创建消息对象并通过网络发布到消息Broker，发布的过程一般是同步的。 • 消息Broker，异步消息的“代理人”，负责接收并持久化消息，保证将消息投递到指定的消息订阅者应用系统。 • 消息订阅者，订阅消息的应用系统，负责消费消息Broker投递过来的消息。

异步消息队列

1. “账单服务” 处理 “账单查询Case” 的耗时由 60 ms 缩减至 13 ms, 提高了服务的吞吐量。
2. “账单服务” 和 “风险控制服务”、“短信通知服务” 完全解耦，如果在业务演进过程中，增加了新的下游服务，“账单服务” 完全无需变更。
3. 当 “风险控制服务” 和 “短信通知服务” 不可用时，不会导致 “账单服务” 不可用，
   通过以上 “账单查询Case” 的设计方案，可以阐明引入消息队列给分布式应用架构带来的三大核心优势。

如果需求是 “变更Case”，要实现的基本业务逻辑如下：

1. 写入数据库，变更指定账户的账单记录。
2. 记录用户检索行为，为风险控制提供数据积累。
3. 发送短信到用户手机，通知用户其账户变更金额。
   与 “查询Case” 的区别在于数据库操作是写入，而不再是检索。二者的主要区别是 “数据库检索” 不涉及数据库事务，而 “数据库写入” 一定会涉及到数据库事务，按照之前的引入消息队列设计思路，“变更Case” 的设计方案如下：
   

“变更Case” 消息队列设计方案存在一个严重问题： “变更” 关联的数据库变更事务提交成功后，如果 “发布账单变更消息” 发送失败（例如网络异常或者消息队列服务不可用），则会导致 “记录用户行为” 和 “短信通知用户” 后续动作失败，无法完成风险控制数据积累，用户也无法及时获取到账户变更信息。

为了解决这个严重问题，初步考虑先发布 “变更” 消息，再做数据库变更的设计方案。但还是无法解决 “消息发布” 和 “数据库事务” 可能不一致性的严重问题，如果消息已发布成功过了，数据库变更事务回滚了，就会导致用户的账单没有变更，但用户却收到了账户变更短信，存在一致性漏洞的 “变更Case” 消息队列设计方案如下所示

2.事务型消息接收与投递流程

事务型消息是否被投递与发送端系统本地数据库事务保持一致，如果本地数据库事务提交则消息会被投递给订阅端；如果本地数据库事务回滚，则直接丢弃消息不投递给订阅端系统。

• 事务型消息设计方案
  为了解决 “消息发布” 和 “数据库事务” 不一致性的严重问题，消息队列需要提供一种特殊类型的消息：消息队列收到消息后不会立刻投递消息到消息订阅者，而是根据消息发布者应用的数据库事务状态决定消息是否投递。如果数据库事务提交，则消息投递到订阅者；反之则不投递。此类消息被命名为 “事务型消息”。具体设计方案如下：
  

事务型消息回查——两阶段消息流程

事务型消息流程的第一阶段是消息发布端发送消息到可靠消息组件，第二阶段是消息发布端发送提交或者回滚指令到可靠消息组件，可靠消息组件根据此指令决定是否投递消息到订阅端系统。当第二阶段指令出现异常时，可靠消息组件在一定时间后主动回查消息发送端系统，确认对应的事务型消息是否投递。 按照 “事务型消息设计方案E” 的时序图，消息发布者和消息队列之间增加了一个 “二阶段” 消息，用来标明对应事务型消息的 “事务状态”，消息队列根据 “二阶段” 消息决定是否投递消息到下游消息订阅者。应用 “事务型消息”，“账单变更Case” 的可行解决方案如下所示： 至于依据数据库事务提交/回滚状态决定事务型 “二阶段” 消息的发送，可以通过Spring Framework提供的事务模板同步器自动感知消息发布者本地事务状态，相关接口是： 按照 “账单变更Case” 消息队列-事务型消息设计方案 ，可以满足“账单服务数据库变更”与“异步消息是否投递到订阅者应用”的事务一致性需求。结合Spring Framework的事务模板工具类伪代码如下：

transactionTemplate.execute(new TransactionCallback() {
       @Override    public Object doInTransaction(TransactionStatus status) {
           try {
             messageQueueSDK.publishTransactionMessage(message);          dbService.doUpdateOperation();        } catch (Exception e) {
               status.setRollbackOnly();        }        return null;    }});

至此，消息队列 “事务型消息” 的设计方案和实现原理基本阐明清楚了，还遗留两个可以深究的关键点：

• 为什么消息发布方法需要在本地数据库事务方法之前？
• 如果消息队列收不到事务型消息的二阶段“提交 or 回滚” 消息，如何处理？
  
  在分布式系统架构中，消息队列提供 “事务型消息” 特性是必不可少的，主要注意三个核心点：

1. 消息队列事务型消息基于 “二阶段” 消息实现。
2. 事务型消息是否投递与消息发布者本地事务状态保持一致。
3. 事务型消息状态回查是保证了 “事务型消息” 的严谨性。

3.消息传递的推拉模式思考

• 推模式push：由消息中间件主动发消息给消费者

• 拉模式pull：消费者主动从消息中间件拉取消息 • 比较：采用push模式，可以尽可能快的把消息发给消费者，但是如果消费者处理一条消息能力较弱（处理时间长），消息中间件会不断的发消息给消费者，到时消费者的缓存区溢出；采用pull模式，可能会增加消息的延迟。 • 消息订阅者收到的消息不保证有序，即收到消息的顺序与发布者发送消息的顺序可能会不一致 • 消息投递策略为至少一次，即对于同一条消息消息订阅者可能收到多次，要求订阅者保证幂等特性

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