消息队列的概念、原理、实现方式

概念

• 队列结构的一个中间件
• 不需要立即消费消息
• 由消费者或者订阅者进行按顺序消费

基本的流程图如下所示

• 流程
• 

应用场景

• 冗余
• 解耦
• 流量削峰
• 异步通信

实现方式

• mysql：可靠、速度慢
• redis：速度快，对于大消息包处理较慢
• 消息系统：可靠、专业性强

消息的触发机制

• 死循环的方式，故障时无法及时恢复
• 定时任务：压力均分、但是处理量有上限
• 守护进程的方式

解耦 （订单和配送系统）

• 架构设计1 采用定时任务的方式
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• 使用配送处理系统进行处理时，将当前数据库里需要处理的订单状态更新为2，待处理完成后将状态设为1
• 可以每次指定更新多少条数据

流量削锋 （redis实现秒杀）

• 使用队列的数据结构
• lpush/rpush 将数据放入列表中
• lpop/rpop 将数据移除列表并获取到移除的值
• ltrim 保留指定区间内的元素
• llen 获取列表长度
• lset 通过索引设置列表的值
• lindex 通过索引获取列表中的值
• lrange 获取指定范围的元素
• 图示如下
• 
• 代码流程如下
• 秒杀程序将请求写入redis(uid,time)
• 检查redis列表存放的长度，超过10个直接舍弃
• 通过死循环读取redis数据，并存入数据库

// Spike.php 秒杀程序

if(Redis::llen('lottery') < 10){
    // 成功 
    Redis::lpush('lottery', $uid.'%'.microtime());
}else{
    // 失败
}
// Warehousing.php 入库程序

while(true){
    $user = Redis::rpop('lottery');
    if (!$user || $user == 'nil') {
        sleep(2);
        continue;
    }
    $user_arr = explode($user, '%');
    $insert_user = [
        'uid' => $user_arr[0],
        'time' => $user_arr[1]
    ];
    $res = DB::table('lottery_queue')->insert($insert_user);
    if (!$res) {
        Redis::lpush('lottery', $user);
    }
}

• 上述代码中假如并发过大的话会存在超卖的情况，此时可以使用文件锁或者redis分布式锁进行控制，先将商品放入redis list中 使用rpop进行取出，如果取不到则说明已经卖完
• 具体的思路及伪代码如下

  // 先将商品放入redis中 
  $goods_id = 2;

  $sql = select id,num from goods where id = $goods_id;
  $res = DB::select($sql);
  if (!empty($res)) {
      // 也可以指定多少件 
      Redis::del('lottery_goods' . $goods_id);
      for($i=0;$i<$res['num'];$i++){
          Redis::lpush('lottery_goods . $goods_id', $i);
      }
      LOG::info('商品存入队列成功，数量：' . Redis::llen('lottery_goods . $goods_id'));
  } else {
      LOG::info($goods_id . '加入失败');
  }
  // 开始秒杀 
  $count = Redis::rpop('lottery_goods' . $goods_id);
  if (!$count) {
      // 商品已抢完
      ...
  }

  // 用户抢购队列 
  $user_list = 'user_goods_id_' . $goods_id;
  $user_status = Redis::sismember($user_list, $user_id);
  if ($user_status) {
      // 已抢过
      ...
  }

  // 将抢到的放到列表中 
  Redis::sadd($user_list, $uid);
  $msg = '用户：' . $uid . '顺序' . $count;
  Log::info($msg);
  // 生成订单等
  ...
  // 减库存 
  $sql = update goods set num = num -1 where id = $goods_id and num > 0; // 防止超卖
  DB::update($sql)
  // 抢购成功

rabbitmq

• 架构及原理
• 
• 其中P代表生产者，X为交换机(channal)，C代表消费者
• 简单使用

  // Send.php 
  require_once __DIR__.'/vendor/autoload.php';

  use PhpAmqpLib\Connection\AMQPStreamConnection;
  use PhpAmqpLib\Message\AMQPMessage;

  $connection = new AMQPStreamConnection('localhost', 5672, 'guest', 'guest');

  // 创建通道 
  $channel = $connection->channel();
  // 声明一个队列 
  $channel->queue_declare('user_email', false, false, false, false);
  // 制作消息 
  $msg = new AMQPMessage('send email');
  // 将消息推送到队列 
  $channel->basic_publish($msg, '', 'user_email');

  echo '[x] send email';

  $channel->close();
  $connection->close();
  // Receive.php 
  require_once __DIR__.'/vendor/autoload.php';

  use PhpAmqpLib\Connection\AMQPStreamConnection;
  use PhpAmqpLib\Message\AMQPMessage;

  $connection = new AMQPStreamConnection('localhost', 5672, 'guest', 'guest');

  //创建通道 
  $channel = $connection->channel();

  $channel->queue_declare('user_email', false, false, false, false);

  // 当收到消息时的回调函数 
  $callback = function($msg){
      //发送邮件 
      echo 'Received '.$msg->body.'\n';
  };

  $channel->basic_consume('user_email', '', false, true, false, false, $callback);

  // 保持监听状态 
  while($channel->is_open()){
      $channel->wait();
  }