nats-server消息系统介绍说明

洪流蚁员白黑黑
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此文写给对NATS陌生的开发者，可对NATS有一个全面而粗略的了解。 判断出什么样的业务场景可以使用它。

NATS是什么?

NATS是一个现代化分布式的消息系统。支持消息发现，消息发布，消息问答等。
NATS支持消息处理微服务部署。

NATS用go语言开发，不需要运行环境，下载对应平台编译好的执行文件可直接使用。

NATS 功能架构图

此图展示nats提供的4个特性不同的功能。 分别是pub/sub、 reqeust/replay、stream 和 K/V store。

CoreNATS消息是实时的，支持消息订阅和消息请求回复。
JetStream是Core NATS的上层建筑，支持消息持久化，消息队列功能。保障消息可靠性。
在这里插入图片描述

NATS 各功能特性说明

NATS-server的功能由 CoreNATS和JetStream两大部分提供。
CoreNATS是基础，提供Publish/Subscribe和Request/Replay功能。
JetStream基于CoreNATS，提供stream和K/V store功能。

下面介结每个功能的特性。

Publish/Subscribe

Publish/Subscribe功能如同 redis 的 pub/sub功能，支持多订阅者同时获取到消息。如下图。
在这里插入图片描述

比 redis 的 pub/sub功能强大处在于以下几点:

  • 订阅者 支持通配符，可订阅多个subject消息。
  • Publish/Subscribe 支持同名组队列，组内随机某个成员获得消息。
    在这里插入图片描述
    对于Subject,组队列被认为是一个订阅者， 组队列内某随机成员可获取消息。
    组队列用来支持业务系统的高可用。

Request/Replay

Request/Replay 这个功能让我眼前一亮，之前没在哪个消息系统见到这个功能。
此功能NATS作为中间桥梁，助程序A和程序B之间实现通信。
在这里插入图片描述
第一步： replay进程订阅指定key
第二步： request进程向指定key发布消息
第三步： replay进程收到消息后，应答结果
第四步： request进程收到replay进程的应答

Request/Replay在使业务系统不关心上游服务是可用， 解耦请求与回复系统之间的依赖关系。

Stream

在Pub/Sub下，订阅者服务挂掉或者重启会导致部分消息丢失。stream功能类型于rabbitMQ的消息队列功能。可保证下游消费端不丢失消息。

stream特性有：

  • 消费如同存在队列中，是有序的
  • 消息可持久化到文件中
  • 消息可重复消费
  • 新增加的消费者可指定序号活者时间节点消费历史消息
  • stream支持push和pull双模式
  • stream有ack机制，确保消费者正确处理每一条消息。

K/V store

K/V store功能，初看名字如redis存储一般，但不完全是。
NATS 的K/V store支持的操作有：

  • put: 设置key的value
  • get: 获取key的value
  • delete: 删除key
  • purge: 清除key的value
  • create: 如果key不存在，创建key
  • update: compare and set (aka compare and swap) 对比更新
  • keys: 获取所有key对应的value

NATS 的K/V store 特性如下：

  • 支持put, get ，delete 等基础操作
  • 支持watch 监听 value的变化
  • 支持watch all 监听bucket内所有keys的变化
  • history 查看一个key中value的变更历史，此功能是redis不具备的。

NATS的一些概念说明

Queue Groups

有些场景消费需要高可用， 因此多个进程组合成为queue groups, 随机一个进程获取到消息。

Subject Mapping and Traffic Shaping

Subject mapping is a very powerful feature of the NATS server, useful for canary deployments, A/B testing, chaos testing, and migrating to a new subject namespace.

Subject Mapping and Traffic Shaping是NATS一个重要的功能，可用于金丝雀部署、A/B测试、混沌测试，以及迁移到新的主题名称空间

就是把某个或者某些subject转发到另外的某个或者某些subject中，还可设置转发百分比。 如同nginx upstream把流量打到不同机器可指定百分比一样。

NATS与redis的pub/sub, nsq, rabbitMQ对比

NATS pub/sub 与 redis pub/sub 和nsq对比

redis pub/sub和 nsq区别不大， nsq只是比redis多了高可用特点外nsq没有一个监听者时消息会保留到队列，只要有一个监听者，消息就不可找回。

因此以下nats具备的优点：

  • NATS 本身是分布式服务，不用担心节时是否挂掉
  • Queue Groups 允许多个进程作为一个监听者，以支持业务系统的高可用
  • Subject Mapping and Traffic Shaping 支持A/B测试, 迭代升级。
  • JetStream支持消息持久化，支持消息重复消费，新建监听者可消费历史消息

NATS stream 与 rabbitMQ 对比

  • rabbitMq消息存多份， stream消息存一份，节省空间
  • rabbitMq后挂在exchange的队列只能接收最新消息， stream新建的消费者可消费历史消息
  • stream 支持Queue Groups

官方 消息服务对比说明

docs.nats.io/nats-concep…

支持哪些语言的客户端

​- Golang
​ - Java
​ - JavaScript
​ - Python
​ - Ruby
​​ - C
​ - Rust
​ - Elixir
​ - Zig
​ - SwiftyNats
​ - Kotlin
​ - Dart and Dart
​ - Tcl
​ - Crystal
​ - PHP and PHP
​ - and many more…
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