📨 Как работают очереди и брокеры сообщений

Знаешь, почему крупные сервисы не падают под нагрузкой? Во многом благодаря очередям и брокерам сообщений. Давай разберемся, как эта «магия» работает и почему без нее не обойтись в современной разработке.

Очереди сообщений и брокеры сообщений играют важную роль в архитектуре распределенных и высоконагруженных приложений: они обеспечивают надежную и эффективную коммуникацию между различными компонентами, позволяя системам работать асинхронно. Разберемся, как они это делают.

Что такое очередь сообщений

Очередь сообщений – это структура данных, которая хранит сообщения в порядке FIFO (First In, First Out – «первый вошел, первый вышел»). Каждое новое сообщение добавляется в конец очереди, а удаляются они из начала. Эта особенность очередей сообщений позволяет реализовать асинхронную коммуникацию между производителем и потребителем сообщений, что кардинально меняет подход к взаимодействию. Представьте, что вашему приложению нужно обрабатывать файлы, которые загружают пользователи. Очередь сообщений в этом случае может выступать как очередь задач, обрабатывающая задания асинхронно. Процесс будет выглядеть так:

• Пользователь загружает большой файл для обработки.
• Веб-сервер принимает файл и создает задание.
• Задание добавляется в очередь задач, а файл загружается в объектное хранилище.
• Позже рабочий процесс забирает задания из очереди одно за другим и обрабатывает их, получая файл из хранилища.

Это самый простой пример. Очереди сообщений можно использовать для:

1. Планирования и управления фоновыми задачами.
2. Распределения задач между несколькими рабочими процессами с использованием шаблона конкурирующих потребителей.
3. Управления сервисами подписки и уведомлений.
4. Буферизации данных.
5. Повторных попыток обработки платежей, когда неудачные транзакции помещаются в очередь для повторной обработки.

Что такое брокер сообщений

Брокер сообщений – это программное обеспечение, которое управляет одной или несколькими очередями сообщений и предоставляет дополнительные функции, такие как:

• Маршрутизация – направление сообщений в различные пункты назначения на основе определенных критериев. Брокеры используют ключи маршрутизации для отправки сообщений в нужную очередь, подобно номеру рейса на билете.
• Преобразование – изменение формата или содержимого сообщений. Например, замена всех чисел на специальные символы перед отправкой сообщения в очередь.
• Трансляция протоколов – преобразование сообщений из одного протокола в другой. Например, преобразование входящего сообщения HTTP в сообщение JMS.

Наиболее важная функция брокеров сообщений – поддержка шаблона коммуникации «издатель-подписчик» (Pub/Sub). Этот паттерн используется, например, на платформах электронной коммерции, которые включают в себя несколько сервисов:

• Сервис заказов при создании нового заказа публикует сообщение OrderCreated в брокер.
• Сервис инвентаризации подписан на сообщение OrderCreated для обновления запасов.
• Сервис доставки также подписан на сообщения OrderCreated для начала процесса доставки.
• Сервис уведомлений подписан на различные события для отправки писем или push-уведомлений клиентам.