浅谈NATS消息系统

我用过很多消息系统，比如：简单的 Redis Streams；高效的 Kafaka 等等，不过自从我把编程语言切换到 Golang 以后，总觉得必须找个用 Golang 开发的消息系统才配得上门当户对，原本我已经和小家碧玉的 NSQ 厮守终生，不过当我认识了上流社会 CNCF 钦定的大家闺秀 NATS 后，刹那间就仿佛徐志摩遇到了林徽因，扭头就给结发妻子写了休书。

INSTALLATION

服务端 nats-server，客户端 nats，监控工具 nats-top，性能测试工具 nats-bench：

shell> go get github.com/nats-io/nats-server/v2

shell> git clone https://github.com/nats-io/natscli.git
shell> cd natscli/nats
shell> go get .

shell> go get github.com/nats-io/nats-top

shell> git clone https://github.com/nats-io/nats.go.git
shell> cd nats.go/examples/nats-bench
shell> go get .

需要说明的是，关于 stream 有新旧两种架构的服务端实现，其中旧的 NATS Streaming Server 架构已经过时，如果你是初学者，直接使用新的 NATS JetStream 架构即可。

BENCH

开多个命令行窗口，分别启动 nats-server，nats-top，nats-bench：

shell> nats-server -js -m 8222
shell> nats-top
shell> nats-bench -n 100000000 -np 10 -ms 1 a

nats-top

如上所示，高达一千万的 MPS，我就问你 OK 不 OK！Beautiful 不 Beautiful！

MODE

PUBLISH SUBSCRIBE：

NATS 实现了一对多发布订阅消息模型。当 publisher 往 subject 上发布一条消息后，此 subject 上所有 subscriber 都能收到 此消息，属于一种广播。

Publish Subscribe

shell> nats sub source.subject
Subscribing on source.subject
[#1] Received on "source.subject"
ZNQz8dCWc5
[#2] Received on "source.subject"
d1EggZJYVT

shell> nats sub source.subject
Subscribing on source.subject
[#1] Received on "source.subject"
ZNQz8dCWc5
[#2] Received on "source.subject"
d1EggZJYVT

shell> nats pub source.subject "{{Random 10 10}}" --count 2
Published 10 bytes to "source.subject"
Published 10 bytes to "source.subject"

QUEUE GROUPS：

如果我们把 subscriber 分组，那么当 publisher 往 subject 上发布一条消息后，同一组里只有一个 subscriber 会收到此消息，从而实现了负载均衡。

Queue Groups

shell> nats sub source.subject --queue foo
Subscribing on source.subject
[#1] Received on "source.subject"
LFuJZBjnxV

shell> nats sub source.subject --queue foo
Subscribing on source.subject
[#1] Received on "source.subject"
76kAIoUYCI

shell> nats pub source.subject "{{Random 10 10}}" --count 2
Published 10 bytes to "source.subject"
Published 10 bytes to "source.subject"

REQUEST REPLY：

一般来说，消息系统是以异步的形式工作，也就是说，publisher 往 subject 上发布一条消息后，并不在意 subscriber 的 reply 是什么。如果 publisher 在意 subscriber 的 reply 是什么的话，那么消息系统就应该以同步的形式工作，在具体实现中，是通过两次发布订阅来完成的：当 publisher 发布消息后，它会订阅一个特定的 subject，当 subscriber 处理完消息后，它会把 reply 发布到这个特定的 subject。当然，整个过程对使用者是透明的。

Request Reply

shell> nats reply 'weather.>' --command "curl -s wttr.in/{{1}}?format=1"
Listening on "weather.>" in group "NATS-RPLY-22"
[#0] Received on subject "weather.beijing":

shell> nats request weather.beijing ''
Sending request on "weather.beijing"
Received on "_INBOX.7mc3ox00ma7WYWyNjuBSsw.NBtCmYbp"
☀ +30°C

通过 weather 例子，我们可以发现 request reply 模式已经有了 RPC 的味道。

MICROSERVICE

正是因为 NATS 具备了 RPC 的能力，所以在微服务中采用 NATS 后，系统会更清晰。

传统微服务架构

采用 NATS 的微服务架构

说明：以上图片来自于「The Zen of High Performance Messaging with NATS」。

MONITOR

说到监控，除了前面提到的 nats-top 之外，还有诸如 natsboard 之类的 UI 可供选择：

natsboard

现实中，大家都知道，徐志摩和林徽因的结局，终究还是错付了，不过我对 NATS 的爱不会变，她是我的不二之选，至少在更好的消息系统出现前如此。