• 2020最新高并发架构消息队列面试题解析(建议收藏)


    面试题:

    为什么使用消息队列?

    消息队列有什么优点和缺点?

    Kafka、ActiveMQ、RabbitMQ、RocketMQ 都有什么区别,以及适合哪些场景?

    面试官心理分析

    其实面试官主要是想看看:

    第一,你知不知道你们系统里为什么要用消息队列这个东西?

    不少候选人,说自己项目里用了 Redis、MQ,但是其实他并不知道自己为什么要用这个东西。

    其实说白了,就是为了用而用,或者是别人设计的架构,他从头到尾都没思考过。

    没有对自己的架构问过为什么的人,一定是平时没有思考的人,面试官对这类候选人印象通常很不好

    因为面试官担心你进了团队之后只会木头木脑的干呆活儿,不会自己思考。

    第二,你既然用了消息队列这个东西,你知不知道用了有什么好处&坏处?

    你要是没考虑过这个,那你盲目弄个 MQ 进系统里,后面出了问题你是不是就自己溜了给公司留坑?

    你要是没考虑过引入一个技术可能存在的弊端和风险,面试官把这类候选人招进来了,基本可能就是挖坑型选手。

    就怕你干 1 年挖一堆坑,自己跳槽了,给公司留下无穷后患。

    第三,既然你用了 MQ,可能是某一种 MQ,那么你当时做没做过调研?

    你别傻乎乎的自己拍脑袋看个人喜好就瞎用了一个 MQ,比如 Kafka,甚至都从没调研过业界流行的 MQ 到底有哪几种。每一个 MQ 的优点和缺点是什么。

    每一个 MQ 没有绝对的好坏,但是就是看用在哪个场景可以扬长避短,利用其优势,规避其劣势。 如果是一个不考虑技术选型的候选人招进了团队,leader 交给他一个任务,去设计个什么系统,他在里面用一些技术,可能都没考虑过选型,最后选的技术可能并不一定合适,一样是留坑。

    面试题剖析

    为什么使用消息队列

    其实就是问问你消息队列都有哪些使用场景,然后你项目里具体是什么场景,说说你在这个场景里用消息队列是什么?

    面试官问你这个问题,期望的一个回答是说,你们公司有个什么业务场景,这个业务场景有个什么技术挑战,如果不用 MQ 可能会很麻烦,但是你现在用了 MQ 之后带给了你很多的好处。

    先说一下消息队列常见的使用场景吧,其实场景有很多,但是比较核心的有 3 个:解耦、异步、削峰。

    解耦

    看这么个场景。A 系统发送数据到 BCD 三个系统,通过接口调用发送。

    如果 E 系统也要这个数据呢?那如果 C 系统现在不需要了呢?A 系统负责人几乎崩溃。

    在这个场景中,A 系统跟其它各种乱七八糟的系统严重耦合,A 系统产生一条比较关键的数据,很多系统都需要 A 系统将这个数据发送过来。

    A 系统要时时刻刻考虑 BCDE 四个系统如果挂了该咋办?要不要重发,要不要把消息存起来?头发都白了啊!

    如果使用 MQ,A 系统产生一条数据,发送到 MQ 里面去,哪个系统需要数据自己去 MQ 里面消费。如果新系统需要数据,直接从 MQ 里消费即可;

    如果某个系统不需要这条数据了,就取消对 MQ 消息的消费即可。

    这样下来,A 系统压根儿不需要去考虑要给谁发送数据,不需要维护这个代码,也不需要考虑人家是否调用成功、失败超时等情况。

    总结:通过一个 MQ,Pub/Sub 发布订阅消息这么一个模型,A 系统就跟其它系统彻底解耦了。

    面试技巧:你需要去考虑一下你负责的系统中是否有类似的场景,就是一个系统或者一个模块,调用了多个系统或者模块,互相之间的调用很复杂,维护起来很麻烦。

    但是其实这个调用是不需要直接同步调用接口的,如果用 MQ 给它异步化解耦,也是可以的,你就需要去考虑在你的项目里,是不是可以运用这个 MQ 去进行系统的解耦。

    在简历中体现出来这块东西,用 MQ 作解耦。

    异步

    再来看一个场景,A 系统接收一个请求,需要在自己本地写库,还需要在 BCD 三个系统写库,自己本地写库要 3ms,BCD 三个系统分别写库要 300ms、450ms、200ms。

    最终请求总延时是 3 + 300 + 450 + 200 = 953ms,接近 1s,用户感觉搞个什么东西,慢死了慢死了。用户通过浏览器发起请求,等待个 1s,这几乎是不可接受的。

    一般互联网类的企业,对于用户直接的操作,一般要求是每个请求都必须在 200 ms 以内完成,对用户几乎是无感知的。

    如果使用 MQ,那么 A 系统连续发送 3 条消息到 MQ 队列中,假如耗时 5ms,A 系统从接受一个请求到返回响应给用户,总时长是 3 + 5 = 8ms,对于用户而言,其实感觉上就是点个按钮,8ms 以后就直接返回了,爽!网站做得真好,真快!

    削峰

    每天 0:00 到 12:00,A 系统风平浪静,每秒并发请求数量就 50 个。

    结果每次一到 12:00 ~ 13:00 ,每秒并发请求数量突然会暴增到 5k+ 条。

    但是系统是直接基于 MySQL 的,大量的请求涌入 MySQL,每秒钟对 MySQL 执行约 5k 条 SQL。

    一般的 MySQL,扛到每秒 2k 个请求就差不多了,如果每秒请求到 5k 的话,可能就直接把 MySQL 给打死了,导致系统崩溃,用户也就没法再使用系统了。

    但是高峰期一过,到了下午的时候,就成了低峰期,可能也就 1w 的用户同时在网站上操作,每秒中的请求数量可能也就 50 个请求,对整个系统几乎没有任何的压力。

    如果使用 MQ,每秒 5k 个请求写入 MQ,A 系统每秒钟最多处理 2k 个请求,因为 MySQL 每秒钟最多处理 2k 个。

    A 系统从 MQ 中慢慢拉取请求,每秒钟就拉取 2k 个请求,不要超过自己每秒能处理的最大请求数量就 ok,这样下来,哪怕是高峰期的时候,A 系统也绝对不会挂掉。

    而 MQ 每秒钟 5k 个请求进来,就 2k 个请求出去,结果就导致在中午高峰期(1 个小时),可能有几十万甚至几百万的请求积压在 MQ 中。

    这个短暂的高峰期积压是 ok 的,因为高峰期过了之后,每秒钟就 50 个请求进 MQ,但是 A 系统依然会按照每秒 2k 个请求的速度在处理。

    所以说,只要高峰期一过,A 系统就会快速将积压的消息给解决掉。

    消息队列有什么优缺点;

    优点上面已经说了,就是在特殊场景下有其对应的好处,解耦、异步、削峰。

    缺点有以下几个:

    系统可用性降低 系统引入的外部依赖越多,越容易挂掉。

    本来你就是 A 系统调用 BCD 三个系统的接口就好了,人 ABCD 四个系统好好的,没啥问题,你偏加个 MQ 进来,万一 MQ 挂了咋整,MQ 一挂,整套系统崩溃的,你不就完了?

    系统复杂度提高 硬生生加个 MQ 进来,你怎么保证消息没有重复消费?怎么处理消息丢失的情况?怎么保证消息传递的顺序性?头大头大,问题一大堆,痛苦不已。

    一致性问题 A 系统处理完了直接返回成功了,人都以为你这个请求就成功了;但是问题是,要是 BCD 三个系统那里,BD 两个系统写库成功了,结果 C 系统写库失败了,咋整?你这数据就不一致了。

    所以消息队列实际是一种非常复杂的架构,你引入它有很多好处,但是也得针对它带来的坏处做各种额外的技术方案和架构来规避掉.

    做好之后,你会发现,妈呀,系统复杂度提升了一个数量级,也许是复杂了 10 倍。

    但是关键时刻,用,还是得用的。

    综上,各种对比之后,有如下建议:

    一般的业务系统要引入 MQ,最早大家都用 ActiveMQ,但是现在确实大家用的不多了,没经过大规模吞吐量场景的验证,社区也不是很活跃,所以大家还是算了吧,我个人不推荐用这个了;

    后来大家开始用 RabbitMQ,但是确实 erlang 语言阻止了大量的 Java 工程师去深入研究和掌控它,对公司而言,几乎处于不可控的状态,但是确实人家是开源的,比较稳定的支持,活跃度也高;

    不过现在确实越来越多的公司会去用 RocketMQ,确实很不错,毕竟是阿里出品,但社区可能有突然黄掉的风险(目前 RocketMQ 已捐给 Apache,但 GitHub 上的活跃度其实不算高)对自己公司技术实力有绝对自信的,推荐用 RocketMQ,否则回去老老实实用 RabbitMQ 吧,人家有活跃的开源社区,绝对不会黄。

    所以中小型公司,技术实力较为一般,技术挑战不是特别高,用 RabbitMQ 是不错的选择;大型公司,基础架构研发实力较强,用 RocketMQ 是很好的选择。

    如果是大数据领域的实时计算、日志采集等场景,用 Kafka 是业内标准的,绝对没问题,社区活跃度很高,绝对不会黄,何况几乎是全世界这个领域的事实性规范。


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