Aplikace jsou v dnešní době stále složitější. Vývojáři se musí neustále zabývat procesy, které využívají spoustu času a zdrojů.
Přenos mezi konkrétními službami a zpracování velkého množství dat jsou jen některé běžné problémy, kterým vývojáři denně čelí. Naštěstí jsou k řešení těchto komplikací vytvořeny nové technologie a nástroje a jedním z nich je zprostředkovatel zpráv.
Zprostředkovatelé zpráv umožňují síťovým řešením vyměňovat si zprávy a komunikovat mezi sebou. Pojďme pochopit tuto revoluční technologii lépe.
Table of Contents
Co je to zprostředkovatel zpráv?
Zprostředkovatel zpráv je softwarový nástroj, který usnadňuje službám a aplikacím přenos zpráv pro komunikaci a výměnu informací. Zprostředkovatelé zpráv tvoří sdílený integrační mechanismus pro dotování cloudových nativních, bezserverových, mikroslužeb a hybridních cloudových architektur.
Message Broker toho dosahuje transformací zpráv mezi autorizovanými protokoly zasílání zpráv. To podporuje vzájemně závislé služby, aby spolu okamžitě mluvily, bez ohledu na jejich různé programovací jazyky.
Jak fungují Message Brokers?
Zprostředkovatelé zpráv mohou zabezpečit, archivovat, směrovat a odesílat zprávy příslušným příjemcům. Fungují jako most mezi různými aplikacemi a umožňují odesílatelům odesílat zprávy, aniž by byli obeznámeni s umístěním, aktivitou nebo počtem příjemců.
Zprostředkovatelé zpráv často spoléhají na prvek známý jako fronta zpráv, který poskytuje spolehlivé úložiště zpráv a bezpečné doručení. Fronta zpráv ukládá a indexuje zprávy, dokud je konzumující aplikace nedokážou zpracovat. Zprávy jsou uchovávány ve frontě zpráv stejným způsobem, jakým byly přeneseny, a zůstávají tam, dokud není ověřeno přijetí.
Abychom měli lepší představu o tom, jak zprostředkovatelé zpráv plní své úkoly, pojďme pochopit některé z jeho základních pojmů:
- Producent je rozhraní, které přímo komunikuje s Message Broker za účelem odeslání uložených zpráv k distribuci.
- Spotřebitel je subjekt, kterému má být zpráva doručena a požaduje data od zprostředkovatele zpráv. Můžete je také označit jako předplatitele.
- Fronta nebo téma je datový typ používaný zprostředkovateli zpráv k ukládání zpráv. Můžete je považovat za složku v počítačích a fungují způsobem FIFO (First in First out).
- A konečně máme Exchanger, jakousi logickou entitu, která spravuje fronty a vytváří skupiny zpráv, které spotřebitelům umožňují vyměňovat si zprávy.
Komunikace prostřednictvím výměny zpráv pomocí zprostředkovatelů zpráv se provádí na základě dvou odlišných vzorců nebo stylů zasílání zpráv. Jsou známé jako zasílání zpráv typu Point-to-point a zprávy Publish/subscribe.
Zasílání zpráv z bodu do bodu: Tento komunikační model je distribučním vzorem používaným ve frontách zpráv, kde jsou odesílatel a příjemce každé zprávy spojeni na bázi jedna ku jedné. Každá zpráva ve frontě je přečtena pouze jednou a odeslána pouze jednomu příjemci.
Model zasílání zpráv z bodu do bodu je implementován ve scénářích správy mezd a zpracování finančních transakcí, kde je třeba zajistit, že každá platba bude provedena pouze jednou. Pokud je spotřebitel offline, zprostředkovatel zpráv ji uloží do fronty zpráv a doručí ji později.
Publish/subscribe messaging: V tomto režimu výměny zpráv si producent vůbec není vědom toho, kdo bude konzumentem zprávy. Odesílá zprávy týkající se tématu a všechny aplikace, které se k němu přihlásily, obdrží všechny publikované zprávy.
Spotřebitel a výrobce mají vztah jeden k mnoha a model se používá v systému založeném na architektuře řízené událostmi, kde aplikace na sobě nejsou závislé.
Zde je uveden životní cyklus přenosu zprávy pomocí zprostředkovatele zpráv.
- Cyklus začíná odesláním zpráv do jednoho nebo několika míst určení.
- Poté převeďte zprávy na jiný model.
- Rozdělte zprávy na menší části, přeneste je spotřebiteli a poté shromáždí odpovědi a převedou je do jediné zprávy, kterou odešlete zpět uživateli.
- K přidání nebo uložení zprávy použijte úložiště třetí strany.
- Získejte požadovaná data pomocí webových služeb
- Odešlete odpovědi v případě selhání zprávy nebo chyb.
- Použijte vzor publikování-odběr pro směrování zpráv na základě obsahu a tématu.
Výhody použití Message Brokers
Zde jsou výhody zaměstnávání zprostředkovatelů zpráv v síti:
- Výrobce a spotřebitel si mohou vyměňovat zprávy bez ohledu na to, zda je ten druhý online. Zprostředkovatel zpráv doručí zprávu vždy, když se spotřebitel stane aktivním.
- Zprostředkovatelé zpráv zaručují doručení zpráv v každé situaci a potvrzovací mechanismus informuje výrobce o doručení, díky čemuž je technologie vysoce odolná a perzistentní.
- Asynchronní zpracování zajišťuje, že úkoly vyžadující mnoho systémových zdrojů jsou svěřeny různým procesům. To zrychlí vaši aplikaci a zlepší uživatelský zážitek.
- Zprostředkovatelé zpráv znovu doručují zprávy, které nebyly doručeny kvůli selhání. O opětovné odeslání se pokusíte buď okamžitě, nebo později v určitém okamžiku. Pokud zprávy zůstanou nedoručeny ani po mnoha pokusech, jsou zprávy přesměrovány k producentovi.
Níže jsme dali dohromady oblíbené zprostředkovatele zpráv, ze kterých si můžete vybrat, abyste usnadnili komunikaci mezi moderními aplikacemi.
Memphis
Memphis je zprostředkovatel zpráv s otevřeným zdrojovým kódem speciálně vytvořený pro vývojáře, aby jej mohli využít v případech použití streamování v aplikaci. Lze jej snadno nasadit a během několika sekund škálovat vaši aplikaci řízenou daty.
Vývojáři zajistili, že uživatelé mohou využívat výhody nabízené jinými zprostředkovateli zpráv a další z Memphisu. Tento zprostředkovatel zpráv využívá funkce jádra NATS k nabízení technik automatické optimalizace, správy schémat, inline zpracování a odstraňování problémů.
Tento komunitou řízený zprostředkovatel zpráv nabízí uživatelsky přívětivé rozhraní plně optimalizované pro poskytování výjimečného výkonu. Memphis je vybaven CLI a SDK pro Node.JS, Go, Python, Typescript a NestJS, což umožňuje vývojářům integrovat funkce zprostředkovatele zpráv na jejich platformu.
Nabízí funkci fronty nedoručených dopisů s automatickým přenosem zpráv pro upozornění na nezpracované zprávy.
Klíčové vlastnosti Memphis:
- Běží na Kubernetes a podporuje úplnou abstrakci hardwaru pro škálování, upgrade, restartování a další.
- Řešení problémů s nespotřebovanou zprávou je snadné díky přístupu k datové cestě každé zprávy.
- Intuitivní uživatelské rozhraní a rozhraní příkazového řádku jsou užitečné pro datové inženýry k odstraňování chyb v reálném čase.
- Obsahuje jedinečnou správu schémat a schopnosti inline transformace.
RabbitMQ
RabbitMQ, vydaný v roce 2007, je jedním z nejlepších zprostředkovatelů zpráv, který jako zprostředkovatel zpráv široce využívají tisíce uživatelů po celém světě. Je napsán v programovacím jazyce Erlang, je neuvěřitelně lehký a lze jej nainstalovat do cloudu i místního nastavení.
RabbitMQ je vysoce spolehlivý a intuitivní a jeho uživatelsky přívětivé rozhraní umožňuje aplikacím vyměňovat si zprávy a snadno ovládat zprostředkovatele zpráv. Tento výkonný zprostředkovatel zpráv je kompatibilní s mnoha vývojářskými platformami a podporuje mnoho protokolů zpráv. Lze jej snadno nasadit v distribuovaných a federovaných konfiguracích pro uspokojení náročných požadavků.
Zprostředkovatel zpráv je interoperabilní a funguje na několika operačních systémech, cloudových platformách a vývojářských nástrojích. Hlavní podporované jazyky jsou Java, .NET, PHP, Python, JavaScript, Ruby a Go. Má různé funkce a podporuje pluginy, které usnadňují integraci a interakci s jinými systémy.
RabbitMQ je zprostředkovatel zpráv s otevřeným zdrojovým kódem a je zcela zdarma. K dispozici je také samostatná komerční verze za poplatek za předplatné.
Apache Kafka
Dále tu máme Apache Kafka, robustního zprostředkovatele zpráv, který nabízí lepší propustnost, vestavěné dělení, replikaci a odolnost proti chybám než ostatní zprostředkovatelé zpráv. Kafka používá techniku distribuovaného systému, která využívá protokol TCP umožňující komunikaci mezi klienty a servery.
To zaručuje rychlý výkon, díky čemuž je Kafka ideálním řešením pro splnění komunikačních potřeb velkých aplikací pro zpracování zpráv.
Apache Kafka lze nasadit na místní i cloudové systémy a funguje bezchybně na holém kovu, virtuálních počítačích a kontejnerech. Obecně najde své použití tam, kde je potřeba izolovat zpracovatele a producenty dat, ukládat do paměti nedoručené zprávy a v podobných scénářích.
Tento zprostředkovatel zpráv s otevřeným zdrojovým kódem byl původně vytvořen pro sledování aktivit na webu a ukládání rozsáhlých dat. Jeho schopnost ukládat velké objemy dat v distribuovaném clusteru odolném proti chybám z něj dělá perfektní volbu pro velké technologické společnosti. Kafka Message Broker dokáže obratně spravovat streamování událostí v reálném čase, zřetězení a přehrávání dat, které jsou vyžadovány v rychlých provozních scénářích.
Apache ActiveMQ
Apache ActiveMQ, založený na Javě, je open-source zprostředkovatel zpráv, který je schopen spravovat nastavení a údržbu vaším jménem, čímž snižuje vaši pracovní zátěž.
Podporuje všechny hlavní standardní protokoly používané v průmyslu a umožňuje bezproblémovou integraci s více platformami pomocí oblíbeného protokolu AMQP.
Podobně protokol STOMP usnadňuje výměnu zpráv mezi webovými aplikacemi prostřednictvím WebSockets a protokol MQTT umožňuje výměnu zpráv mezi zařízeními IoT.
Je kompatibilní s mnoha vícejazyčnými platformami a klienty vytvořenými v různých jazycích, včetně JavaScriptu, C, C++, Pythonu, .Net a dalších.
Podporuje pokročilé funkce, jako jsou skupiny zpráv, kombinované fronty a shlukování, abychom jmenovali alespoň některé. ActiveMQ je vysoce flexibilní a dostatečně univerzální, aby bylo možné rychle implementovat v různých případech použití zpráv.
ActiveMQ je k dispozici ve dvou variantách – „klasický“ broker a pokročilá verze známá jako Artemis.
Classic ActiveMQ je postaven na nekonečné zásuvné architektuře a je kompatibilní s několika generacemi aplikací pro zasílání zpráv. Na druhou stranu Artemis, pokročilá verze ActiveMQ, se chlubí neblokující architekturou pro poskytování vysokého výkonu vyžadovaného novou generací aplikací.
WSO2
WSO2 je další zprostředkovatel zpráv, který stojí za to vyzkoušet, vytvořený se záměrem nabízet schopnosti zprostředkovat zprávy v distribuovaném prostředí.
Tento extrémně lehký a snadno použitelný zprostředkovatel zpráv je vybaven režimem nepřetržité dostupnosti, který zajišťuje vysokou dostupnost a rozšiřuje servery v rámci clusteru, čímž minimalizuje možnost selhání jediného bodu.
Technologie s otevřeným zdrojovým kódem efektivně spravuje více front, odběratelů a zpráv, aby usnadnila trvalé zasílání zpráv.
WSO2 podporuje více protokolů, včetně MQTT, lehkého síťového protokolu mezi stroji, který nabízí funkce podnikového zasílání zpráv v IoT.
Propojuje vzdálená zařízení s makléři a umožňuje komunikaci mezi stroji (M2M), která může každou sekundu generovat desítky tisíc současných událostí. WSO2 pracuje na flexibilním modelu nasazení, který nabízí funkce spouštění jednoho uzlu pro nasazení v clusteru.
Pozoruhodné vlastnosti WSO2 jsou následující:
- Podporuje JMS v1.0 a v1.1 API
- Vyhovuje souboru norem.
- Podporuje Advanced Message Queuing Protocol (AMQP) v0.91 a protokol MQTT pro všechny úrovně QoS a uchované zprávy.
- Podporuje mnoho jazyků/platforem, včetně Javy, .Net, C, C++, PHP, Ruby, Erlang a dalších.
ZeroMQ
A konečně tu máme ZeroMQ, sofistikovaného zprostředkovatele zpráv, který nabízí vysokorychlostní připojení mezi aplikacemi bez ohledu na jazyk a platformu, na které běží.
Skládá se z asynchronních vstupních výstupních enginů načtených do knihoven zpráv a vytváří mezi odesílatelem a příjemcem vztah „mnoho k mnoha“.
Přenáší zprávy z jedné aplikace do druhé přes WebSockets pomocí mnoha přenosových kanálů, jako jsou meziprocesové, meziprocesové, TCP, multicast, TIPC, IPC a UDP.
ZeroMQ je vybaven všemi funkcemi přítomnými ve standardním systému distribuovaného zasílání zpráv a odesílá zprávy přes propojitelné zásuvky, které mohou být uspořádány do různých vzorů, jako je pub-sub, žádost-odpověď, distribuce úkolů a rozvětvení.
ZeroMQ umožňuje vysoký stupeň přizpůsobení pro splnění jedinečných požadavků různých případů použití a podporuje různé vzory zasílání zpráv a jazykové implementace.
Je kompatibilní s různými programovacími jazyky, z nichž nejvýznamnější jsou C, C++, C#, Java, Python, Ruby a Perl.
Zprostředkovatel zpráv je extrémně rychlý, open source a má lehkou knihovnu pro zasílání zpráv, která pomáhá fungovat výjimečně dobře i s asynchronními vstupně-výstupními motory.
Shrnutí
Nyní tedy máme celkem jasnou představu o tom, jak může nasazení zprostředkovatelů zpráv v systému výrazně zlepšit celkovou komunikační architekturu. Existuje spousta spolehlivých prodejců zprostředkovatelů zpráv a my jsme uvedli nejoblíbenější zprostředkovatele zpráv, kteří zachycují trh.
Můžete použít kteréhokoli z zprostředkovatelů zpráv, o kterých zjistíte, že jsou schopni splnit potřeby vaší organizace v oblasti správy dat a pomoci distribuovat zprávy mezi vašimi aplikacemi.
Můžete také prozkoumat nejlepší SMS API pro odesílání zpráv vašim uživatelům.