Застосування в наш час стають все більш і більш складними. Розробники повинні постійно мати справу з процесами, які використовують багато часу та ресурсів.
Передача між окремими службами та обробка великої кількості даних – це лише кілька поширених проблем, з якими щодня стикаються розробники. На щастя, нові технології та інструменти створені для вирішення цих ускладнень, і брокер повідомлень є одним із них.
Брокери повідомлень дозволяють мережевим рішенням обмінюватися повідомленнями та спілкуватися один з одним. Давайте краще зрозуміти цю революційну технологію.
Що таке брокер повідомлень?
Посередник повідомлень – це програмний інструмент, який полегшує служби та програми для передачі повідомлень для спілкування та обміну інформацією. Брокери повідомлень формують спільний механізм інтеграції для субсидування хмарних, безсерверних, мікросервісних і гібридних хмарних архітектур.
Посередник повідомлень досягає цього шляхом перетворення повідомлень між авторизованими протоколами обміну повідомленнями. Це заохочує взаємозалежні служби миттєво спілкуватися одна з одною, незалежно від їх різноманітних мов програмування.
Як працюють брокери повідомлень?
Посередники повідомлень можуть захищати, архівувати, маршрутизувати та надсилати повідомлення відповідним одержувачам. Вони працюють як міст між різними програмами, дозволяючи відправникам надсилати повідомлення, не знаючи місця, активності чи кількості одержувачів.
Посередники повідомлень часто покладаються на елемент, відомий як черга повідомлень, щоб забезпечити надійне зберігання повідомлень і безпечну доставку. Черга повідомлень зберігає та індексує повідомлення, поки програми-споживачі не зможуть їх обробити. Повідомлення зберігаються в черзі повідомлень так само, як вони були передані, і залишаються там, доки не буде перевірено отримання.
Щоб мати краще уявлення про те, як брокери повідомлень виконують свої завдання, давайте розберемося з деякими з його основних понять:
- Виробник — це інтерфейс, який безпосередньо взаємодіє з Message Broker для надсилання збережених повідомлень для розповсюдження.
- Споживач — це суб’єкт, до якого має бути доставлено повідомлення та вимагає даних від брокера повідомлень. Ви також можете називати їх передплатниками.
- Черга або тема — це тип даних, який використовується брокерами повідомлень для зберігання повідомлень. Ви можете розглядати їх як папку в комп’ютерах, і вони працюють у режимі FIFO (першим прийшов, першим вийшов).
- Нарешті, у нас є обмінник, свого роду логічна сутність, яка керує чергами та створює групи повідомлень, що дозволяє споживачам обмінюватися повідомленнями.
Спілкування через обмін повідомленнями за допомогою брокерів повідомлень здійснюється на основі двох різних шаблонів або стилів обміну повідомленнями. Вони відомі як «точка-точка» та «Публікація/підписка».
Обмін повідомленнями «точка-точка». Ця модель зв’язку — це модель розподілу, що використовується в чергах повідомлень, де відправник і одержувач кожного повідомлення пов’язані на основі «один-до-одного». Кожне повідомлення в черзі читається лише один раз і надсилається лише одному одержувачу.
Модель обміну повідомленнями «точка-точка» реалізована в сценаріях керування заробітною платою та обробки фінансових транзакцій, де потрібно забезпечити гарантію того, що кожен платіж здійснюється лише один раз. Якщо споживач офлайн, брокер повідомлень зберігає його в черзі повідомлень і доставляє пізніше.
Публікація/підписка на повідомлення: у цьому режимі обміну повідомленнями виробник абсолютно не знає, хто буде споживачем повідомлення. Він надсилає повідомлення, що стосуються певної теми, і всі програми, які на нього підписані, отримують усі опубліковані повідомлення.
Споживач і виробник мають стосунки «один-до-багатьох», і модель використовується в системі на основі архітектури, керованої подіями, де програми не залежать одна від одної.
Ось життєвий цикл передачі повідомлення за допомогою брокера повідомлень.
- Цикл починається з надсилання повідомлень одному або декільком адресатам.
- Потім конвертуйте повідомлення в іншу модель.
- Розділіть повідомлення на менші частини, передайте їх споживачеві, а потім збирайте відповіді та перетворюйте їх у одне повідомлення, щоб надіслати назад користувачеві.
- Використовуйте стороннє сховище, щоб додати або зберегти повідомлення.
- Отримайте необхідні дані за допомогою веб-служб
- Надсилайте відповіді у разі невдачі повідомлення або помилок.
- Використовуйте шаблон публікації-підписки для маршрутизації повідомлень на основі вмісту та теми.
Переваги використання брокерів повідомлень
Ось переваги використання брокерів повідомлень у мережі:
- Виробник і споживач можуть обмінюватися повідомленнями незалежно від того, чи є інший онлайн. Посередник повідомлень буде доставляти повідомлення кожного разу, коли споживач стане активним.
- Посередники повідомлень гарантують доставку повідомлень у будь-якій ситуації, а механізм підтвердження повідомляє виробнику про доставку, що робить технологію надзвичайно довговічною та стійкою.
- Асинхронна обробка гарантує, що завдання, які потребують багато системних ресурсів, довіряються різним процесам. Це прискорює вашу програму та покращує взаємодію з користувачем.
- Посередники повідомлень повторно доставляють повідомлення, не доставлені через збій. Повторна спроба або негайно, або пізніше в певний момент часу. Якщо повідомлення залишаються недоставленими після багатьох спроб, вони перенаправляються виробнику.
Нижче ми зібрали популярні брокери повідомлень, які ви можете вибрати для полегшення спілкування між сучасними програмами.
Мемфіс
Memphis — це брокер повідомлень із відкритим вихідним кодом, створений спеціально для розробників, які використовують потокове передавання в програмі. Його можна легко розгорнути та масштабувати вашу програму на основі даних за кілька секунд.
Розробники подбали про те, щоб користувачі могли скористатися перевагами, які пропонують інші брокери повідомлень, і багато іншого від Memphis. Цей брокер повідомлень використовує функціональні можливості ядра NATS, щоб запропонувати методи автоматичної оптимізації, керування схемами, вбудовану обробку та можливості усунення несправностей.
Цей керований спільнотою брокер повідомлень має зручний інтерфейс, повністю оптимізований для забезпечення виняткової продуктивності. Memphis оснащено CLI та SDK для Node.JS, Go, Python, Typescript і NestJS, що дозволяє розробникам інтегрувати функції брокера повідомлень на свою платформу.
Він пропонує функцію черги мертвих листів із засобами автоматичної повторної передачі повідомлень для сповіщення про необроблені повідомлення.
Ключові особливості Мемфіса:
- Працює на Kubernetes для підтримки повної апаратної абстракції для масштабування, оновлення, перезавантаження тощо.
- Усунути несправність невикористаного повідомлення легко, отримавши доступ до шляху даних кожного повідомлення.
- Інтуїтивно зрозумілий користувальницький інтерфейс і CLI зручні для інженерів обробки даних, щоб усувати помилки в режимі реального часу.
- Містить унікальні можливості керування схемою та вбудованої трансформації.
RabbitMQ
RabbitMQ, випущений у 2007 році, є одним із найкращих брокерів повідомлень, який широко використовується тисячами користувачів у всьому світі як посередник у повідомленні. Написаний мовою програмування Erlang, він неймовірно легкий і може бути встановлений як у хмарних, так і локальних налаштуваннях.
RabbitMQ дуже надійний та інтуїтивно зрозумілий, а його зручний інтерфейс дозволяє програмам легко обмінюватися повідомленнями та керувати брокером повідомлень. Цей потужний брокер повідомлень сумісний із багатьма платформами розробників і підтримує багато протоколів повідомлень. Його можна легко розгорнути в розподілених і об’єднаних конфігураціях для задоволення великих вимог.
Брокер повідомлень сумісний і працює в кількох операційних системах, хмарних платформах і інструментах розробника. Основні підтримувані мови: Java, .NET, PHP, Python, JavaScript, Ruby та Go. Він має різні функції та підтримує плагіни, які полегшують інтеграцію та взаємодію з іншими системами.
Як брокер повідомлень з відкритим вихідним кодом RabbitMQ є абсолютно безкоштовним. Окремий комерційний випуск також доступний за передплату.
Апач Кафка
Далі, у нас є Apache Kafka, надійний брокер повідомлень, який пропонує кращу пропускну здатність, вбудоване розділення, реплікацію та відмовостійкість, ніж інші посередники обміну повідомленнями. Kafka використовує техніку розподіленої системи, яка використовує протокол TCP для забезпечення зв’язку між клієнтами та серверами.
Це гарантує швидку продуктивність, що робить Kafka ідеальним рішенням для задоволення комунікаційних потреб великих програм обробки повідомлень.
Apache Kafka можна розгорнути як на локальних, так і на хмарних системах, і він бездоганно працює на голому металі, віртуальних машинах і контейнерах. Зазвичай він знаходить своє застосування, коли потрібно ізолювати обробку та виробників даних, буферизувати недоставлені повідомлення та в подібних сценаріях.
Цей брокер повідомлень із відкритим вихідним кодом спочатку створювався для відстеження дій на веб-сайті та зберігання великої кількості даних. Його здатність зберігати великі обсяги даних у розподіленому та стійкому до збоїв кластері робить його ідеальним вибором для великих технологічних компаній. Kafka Message Broker може вміло керувати потоковою передачею подій у реальному часі, конвеєрною обробкою та відтворенням даних, необхідних у сценаріях швидкої роботи.
Apache ActiveMQ
Заснований на Java, Apache ActiveMQ — це брокер повідомлень із відкритим вихідним кодом, здатний керувати налаштуванням і обслуговуванням від вашого імені, зменшуючи ваше робоче навантаження.
Він підтримує всі основні стандартні протоколи, що використовуються в галузі, і забезпечує бездоганну інтеграцію з кількома платформами за допомогою популярного протоколу AMQP.
Подібним чином протокол STOMP полегшує обмін повідомленнями між веб-додатками через WebSockets, а протокол MQTT дозволяє обмінюватися повідомленнями між пристроями IoT.
Він сумісний із численними міжмовними платформами та клієнтами, створеними на різних мовах, включаючи JavaScript, C, C++, Python, .Net тощо.
Він підтримує такі розширені функції, як групи повідомлень, комбіновані черги та кластеризація тощо. ActiveMQ є досить гнучким і універсальним, щоб швидко його застосувати в різних випадках використання обміну повідомленнями.
ActiveMQ доступний у двох варіантах: «класичний» брокер і розширена версія, відома як Artemis.
Класичний ActiveMQ побудований на архітектурі нескінченних підключень і сумісний з кількома поколіннями програм для обміну повідомленнями. З іншого боку, Artemis, розширена версія ActiveMQ, демонструє неблокуючу архітектуру для забезпечення високої продуктивності, якої вимагає нове покоління програм.
WSO2
WSO2 — наступний брокер повідомлень, який варто перевірити, створений з наміром запропонувати можливості зламу повідомлень у розподіленому середовищі.
Надзвичайно легкий і простий у використанні, цей брокер повідомлень оснащений режимом безперервної доступності, який забезпечує високу доступність і розширює сервери в кластері, тим самим мінімізуючи ймовірність єдиної точки збою.
Технологія з відкритим вихідним кодом ефективно керує кількома чергами, підписниками та повідомленнями, щоб полегшити постійний обмін повідомленнями.
WSO2 підтримує кілька протоколів, включаючи MQTT, легкий міжмашинний мережевий протокол, який пропонує корпоративні функції обміну повідомленнями в IoT.
Він з’єднує віддалені пристрої з брокерами, забезпечуючи міжмашинний зв’язок (M2M), який може генерувати десятки тисяч одночасних подій щосекунди. WSO2 працює на гнучкій моделі розгортання, пропонуючи функції виконання на одному вузлі для кластерних розгортань.
Примітні особливості WSO2 такі:
- Підтримує JMS v1.0 і v1.1 API
- Відповідає набору стандартів.
- Підтримує Advanced Message Queuing Protocol (AMQP) v0.91 і протокол MQTT для всіх рівнів QoS і збережених повідомлень.
- Підтримує багато мов/платформ, зокрема Java, .Net, C, C++, PHP, Ruby, Erlang тощо.
ZeroMQ
Нарешті, у нас є ZeroMQ, складний брокер повідомлень, який пропонує високошвидкісні з’єднання між програмами незалежно від мови та платформи, на яких вони працюють.
Він складається з механізмів асинхронного введення та виведення, завантажених у бібліотеки обміну повідомленнями, і встановлює зв’язок «багато-до-багатьох» між відправником і одержувачем.
Він передає повідомлення від однієї програми до іншої через WebSockets за допомогою численних транспортних каналів, таких як внутрішньопроцесний, міжпроцесний, TCP, багатоадресний, TIPC, IPC і UDP.
ZeroMQ оснащений усіма функціями, наявними в стандартній розподіленій системі обміну повідомленнями, і надсилає повідомлення через взаємопов’язані сокети, які можуть бути організовані за різними шаблонами, наприклад pub-sub, запит-відповідь, розподіл завдань і розгортання.
ZeroMQ забезпечує високий ступінь налаштування, щоб задовольнити унікальні вимоги різних випадків використання та підтримує кілька шаблонів обміну повідомленнями та мовних реалізацій.
Він сумісний з різними мовами програмування, серед яких відомі C, C++, C#, Java, Python, Ruby та Perl.
Посередник повідомлень надзвичайно швидкий, із відкритим вихідним кодом і має легку бібліотеку повідомлень, яка допомагає працювати виключно добре навіть із асинхронними механізмами введення-виведення.
Підводячи підсумки
Отже, тепер ми маємо досить чітке уявлення про те, як розгортання брокерів повідомлень у системі може значно покращити загальну архітектуру зв’язку. Існує багато надійних постачальників посередників повідомлень, і ми перерахували найпопулярніших посередників повідомлень, які захоплюють ринок.
Ви можете найняти будь-якого з брокерів повідомлень, який, на вашу думку, здатний задовольнити потреби вашої організації в управлінні даними та допомогти розподілити повідомлення між вашими програмами.
Ви також можете дослідити найкращий SMS API для надсилання повідомлень своїм користувачам.