消息队列（Mq）是在消息的传输过程中保存消息的容器，主要用于业务的异步处理、解耦和流量削峰。Mq由Publisher（生产者），Broker（代理），Cousmer（消费者）组成，以实现消息的生产、路由转发、存储和消费。为保证了Mq的高可用性，针对Mq的结构，提出了各种机制。
1. Mq的组成
Mq主要由Publisher、Broker、Cousmer组成，其中Broker是Mq的核心部分，由交换机与队列组成。Publisher生产并传递消息给交换机，交换机依据routing-key进行路由与转发，向队列发送信息，队列存储消息，Cousmer通过监听队列中的消息进行消费。 exchange通过对消息进行路由与转发，在Mq中起着承上启下的作用。exchange有三种模式，分别为Fanout、Direct、Topic。Fanout广播模式，会向绑定该交换机的队列转发消息；Direct定向模式，会向指定的routing-key的队列发送消息；Topic组播模式，会向一组队列发送消息。
2. Mq的高可用性
Publisher的可靠性需要保证Publisher可以连接上Broker，并能够通过交换机路由到指定的队列中；Broker的可靠性需要保证数据持久化；Cousmer的可靠性需要保证Cousmer一定能够接收消息并及时反馈，并需要保证业务幂等性。
2.1 Publisher的可靠性
Publisher的可靠性通过重连和确认机制保证。
- 通过配置Publisher重连机制，保证能够及时连接Mq。
- 依靠Publisher的确认机制，通过发送ack与nack消息，保证Publisher的消息能够到达队列中。
2.2 Broker的可靠性
Broker的可靠性通过持久化机制，保证交换机、队列和数据不丢失。 Mq为了保证性能，将数据存储到内存中，当内存空间不够时就会触发PageOut，线程阻塞并将部分数据存储至磁盘中，严重影响性能，且系统宕机后数据丢失。
- 通过持久化，将消息在内存和磁盘中都存储一份，有效解决了上述问题，但是仍然存在性能问题。
- Mq提出的LazyQueue机制，直接存储到磁盘而非内存，Cousmer需要消息时再放入内存，并通过一系列优化机制保证性能。
2.3 Consumer的可靠性
Cousmer的可靠性通过确认机制和失败处理策略，保证数据能且只能被Cousmer消费一次的同时，设置失败处理机制，避免消息重复入队给Mq带来不必要的压力，最后，还要求程序员在业务代码层面能够保证业务幂等性，以防止重复消费消息导致的问题。
- 确认机制通过ack、nack、reject三种方式向队列提供反馈。
- 设置失败处理策略RepublishMessageRecoverer，当消息多次投递失败后进入消息error-queue，由人工进行处理。
- 当网络出现故障时，会出现重复消费的问题。为了解决这个问题，就需要再业务层面保证幂等性，保证即使重复消费消息，也不会对最终的结果。
3.Mq的拓展性
依靠Broker的特性可以实现延迟消息：故意不消费消息，等消息到达过期时间后进入指定的死信交换机，最后被指定的消费者消费。 延迟消息在撤销订单中有较为广阔的应用，可以阻止频繁查询数据库导致的压力激增问题。 但是延迟消息会导致消息堆积的问题出现，所以只能够在较小的时间延迟中使用，在设计时可以采用时间分片的方式缓解问题。
