消息队列（Message Queue，简称 MQ）作为构建分布式互联网应用的关键组件，松耦合的架构设计能显著提升系统的可用性与可扩展性。在分布式系统中扮演着至关重要的角色，主要承担着实现异步消息传递、应用解耦、流量削峰以及消息通讯等关键功能。

一、消息队列的应用场景

1、异步处理

以用户注册并需发送注册邮件和短信为例。用户完成注册后，系统需要执行发送注册邮件和注册短信这两项操作。传统的处理方式有串行和并行两种，具体如下：

1）串行方式：先将注册信息成功写入数据库，接着发送注册邮件，最后发送注册短信。只有当这三个任务全部完成后，才会向客户端返回结果。

2）并行方式：在将注册信息成功写入数据库后，同时发送注册邮件和注册短信。同样，要等这三个任务都完成，再向客户端返回结果。与串行方式相比，并行方式能缩短处理时间。假设每个业务节点的处理时间均为 50 毫秒，不考虑网络等其他开销，那么串行方式的总耗时为 150 毫秒，并行方式的总耗时则可能为 100 毫秒。由于 CPU 在单位时间内处理的请求数是固定的，假设 CPU1 秒内的吞吐量是 100 次，那么串行方式 1 秒内 CPU 可处理的请求量约为 7 次（1000ms/150ms），并行方式则约为 10 次（1000ms/100ms）。

而引入消息队列后，对于非必须的业务逻辑，可采用异步处理方式。改造后的架构下，用户的响应时间相当于注册信息写入数据库的时间，即 50 毫秒。因为注册邮件和发送短信的请求写入消息队列后便直接返回，且写入消息队列的速度极快，耗时基本可忽略不计。如此一来，系统的吞吐量可提升至每秒 20 QPS，相比串行方式提高了 3 倍，相比并行方式提高了 2 倍。

2、应用解耦

以用户下单购买业务为例。在传统模式中，用户下单后，订单系统需要调用库存系统的接口来通知库存系统。这种模式存在明显缺点：一是若库存系统无法访问，订单减库存操作就会失败，进而导致订单失败；二是订单系统与库存系统存在紧密耦合。

引入应用消息队列后的方案则有效解决了这些问题：

1）订单系统：用户下单后，订单系统完成持久化处理，将消息写入消息队列，随后向用户返回订单下单成功的信息。

2）库存系统：通过订阅下单的消息，采用拉取或推送的方式获取下单信息，然后根据这些信息进行库存操作。

即便在下单时库存系统无法正常使用，也不会影响用户正常下单，因为订单系统在将信息写入消息队列后，就不再关注后续操作了。这就实现了订单系统与库存系统的应用解耦。

3、流量削峰

流量削峰是消息队列的又一常用场景，在秒杀或团抢活动中应用广泛。秒杀活动往往会因参与人数过多导致流量暴增，极易使应用崩溃。为解决这一问题，可在应用前端加入消息队列，其作用主要有两点：一是能够控制参与活动的人数；二是可以缓解短时间内的高流量对应用造成的压力。

具体实现方式如下：

1）服务器接收用户的请求后，首先将其写入消息队列。若消息队列的长度超过最大限制，就直接抛弃该用户请求或引导用户跳转到错误页面。

2）秒杀业务根据消息队列中的请求信息，进行后续的处理。

4、消息通讯

消息通讯是指消息队列通常内置了高效的通信机制，因此也可用于消息通讯。例如，可实现点对点消息队列或聊天室等功能。这实际上对应了消息队列的两种消息模式，即点对点模式和发布订阅模式。

二、常用消息队列各项对比

特性	ActiveMQ	RabbitMQ	RocketMQ	Kafka
生产者消费者模式（Producer-Consumer）	支持	支持	支持	支持
发布订阅模式（Publish-Subscribe）	支持	支持	支持	支持
请求回应模型（Request-Reply）	支持	支持	不支持	不支持
API 完备性	高	高	高	高
多语言支持	支持	支持	只支持 JAVA	支持
单机吞吐量	万级	万级	万级	十万级
消息延迟	无	微秒级	毫秒级	毫秒级
可用性	高（主从）	高（主从）	非常高（分布式）	非常高（分布式）
消息丢失	低	低	理论上不会丢失	理论上不会丢失
文档的完备性	高	高	高	高
提供快速入门	有	有	有	有
社区活跃度	高	高	中	高
商业支持	无	无	阿里云	主流云服务厂商

三、ActiveMQ、RabbitMQ、RocketMQ、Kafka 特点

ActiveMQ

ActiveMQ 是一个历史悠久的开源项目，在众多产品中都有应用。它实现了 JMS1.1 规范，能与 spring-jms 轻松融合，还支持多种协议。不过，它不够轻巧（源代码比 RocketMQ 多），支持持久化到数据库，但在队列数量较多的情况下，表现欠佳。

RabbitMQ

相比 Kafka，RabbitMQ 更为成熟，支持 AMQP 事务处理。在可靠性方面，它超过 Kafka；在性能方面，又优于 ActiveMQ。

RocketMQ

RocketMQ 是阿里开源的消息中间件，目前正在 Apache 进行孵化。它采用纯 Java 开发，具有高吞吐量、高可用性的特点，适合大规模分布式系统应用。其设计思路源于 Kafka，但并非简单复制，而是对消息的可靠传输及事务性进行了优化。目前，RocketMQ 在阿里集团被广泛应用于交易、充值、流计算、消息推送、日志流式处理、binglog 分发等场景，支撑了阿里多次双十一活动。由于它是阿里从实践中发展而来的产品，部分接口和 API 的通用性不是很强。但它的可靠性毋庸置疑，且在性能上与 Kafka 一脉相承甚至更优，还支持海量消息堆积。