NATS—消息通信模型

消息通信模型

　　NATS的消息通信是这样的：应用程序的数据被编码为一条消息，并通过发布者发送出去；订阅者接收到消息，进行解码，再处理。订阅者处理NATS消息可以是同步的或异步的。

* 异步处理
　　异步处理使用回调消息句柄处理消息，当有消息到来时，已注册的回调句柄接收并控制处理消息。整个过程客户端不会被阻塞，可以同步执行其它任务。异步处理可以采用多线程调度的设计。
* 同步处理
　　同步处理需要应用程序显示调用方法来处理到来的消息。这种显示调用是阻塞式的调用，会暂停任务直到消息可用。如果没有可用的消息，消息处理阻塞的周期由客户端设置。同步处理通常用于服务器等待并处理传入的请求消息，并发送响应给客户端。

NATS支持以下三种消息通信模型：

1. 发布/订阅模型

　　NATS的发布/订阅通信模型是一对多的消息通信。发布者在一个主题上发送消息，任何注册（订阅）了此主题的客户端都可以接收到该主题的消息。订阅者可以使用主题通配符订阅感兴趣的主题。
　　对于订阅者，可以选择异步处理或同步处理接收到的消息。如果异步处理消息，消息交付给订阅者的消息句柄。如果客户端没有句柄，那么该消息通信是同步的，那么客户端可能会被阻塞，直到它处理了当前消息。

　　服务质量（QoS）
　　至多发送一次 (TCP reliability)：如果客户端没有注册某个主题（或者客户端不在线），那么该主题发布消息时，客户端不会收到该消息。NATS系统是一种“发送后不管”的消息通信系统，故如果需要高级服务，可以选择"NATS Streaming" 或在客户端开发相应的功能
　　至少发送一次(NATS Streaming) ：一些使用场景需要更高级更严格的发送保证，这些应用依赖底层传送消息，不论网络是否中断或订阅者是否在线，都要确保订阅者可以收到消息

2. 请求/响应模型

　　NATS支持两种请求-响应消息通信：P2P（点对点）和O2M（一对多）。P2P最快、响应也最先。而对于O2M，需要设置请求者可以接收到的响应数量界限（默认只能收到一条来自订阅者的响应——随机）
在请求-响应模式，发布请求操作会发布一个带预期响应的消息到Reply主题。
请求创建了一个收件箱，并在收件箱执行调用，并进行响应和返回

多个订阅者(reply 例子)订阅了同一个主题，请求者向该主题发送一个请求，默认只收到一个订阅者的响应(随机)

事实上，NATS协议中并没有定义 “请求” 或 "响应"方法，它是通过 SUB/PUB变相实现的：请求者先通过SUB创建一个收件箱，然后发送一个带 reply-to 的PUB，响应者收到PUB消息后，向 reply-to 发送响应消息，从而实现请求/响应。reply-to和收件箱都是一个 subject，前者是后者的子集（O2M的情况）

3. 队列模型

　　NATS支持P2P消息通信的队列。要创建一个消息队列，订阅者需注册一个队列名。所有的订阅者用同一个队列名，形成一个队列组。当消息发送到主题后，队列组会自动选择一个成员接收消息。尽管队列组有多个订阅者，但每条消息只能被组中的一个订阅者接收。
队列的订阅者可以是异步的，这意味着消息句柄以回调方式处理交付的消息。同步队列订阅者必须建立处理消息的逻辑

　　NATS支持P2P消息通信的队列。要创建一个消息队列，订阅者需注册一个队列名。所有的订阅者用同一个队列名，形成一个队列组。当消息发送到主题后，队列组会自动选择一个成员接收消息。尽管队列组有多个订阅者，但每条消息只能被组中的一个订阅者接收。
　　队列的订阅者可以是异步的，这意味着消息句柄以回调方式处理交付的消息。异步队列订阅者必须建立处理消息的逻辑。

　　队列模型一般常用于数据队列使用，例如：从网页上采集的数据经过处理直接写入到该队列，接收端一方可以起多个线程同时读取其中的一个队列，其中某些数据被一个线程消费了，其他线程就看不到了，这种方式为了解决采集量巨大的情况下，后端服务可以动态调整并发数来消费这些数据。说白了就一点，上游生产数据太快，下游消费可能处理不过来，中间进行缓冲，下游就可以根据实际情况进行动态调整达到动态平衡。

NATS特性

　　NATS提供了以下独特的功能：
　　1）纯发布/订阅
　　　　永远不假定有接收者
　　　　总是在线
　　2）集群模式的服务器
　　　　NATS服务器可以集群；
　　　　发布式的队列可以跨域集群；
　　　　集群感知的客户端
　　3）订阅者的自动修剪
　　　　要支持可伸缩性，NATS提供了客户端连接的自动修剪功能；
　　　　如果某个客户端APP处理消息很慢，NATS会自动关闭此客户端的连接；
　　　　如果某个客户端在ping-pong时间间隔内未做响应，服务器会自动关闭此连接；
　　　　客户端实现重连逻辑
　　4）基于文本的协议
　　　　开发上手比较容易；
　　　　不影响服务器的性能；
　　　　可以直接用Telnet连接服务器
　　5）多种 QoS
　　　　至多发送一次（TCP level reliability）---NATS立即向符合条件的订阅者发送消息，并不存留消息
　　　　https://www.zhihu.com/question/49596182
　　　　至少发送一次（via NATS Streaming）--- 如果匹配的订阅者一时不在线，Message 将被存储直到它被传送给订阅者，并得到订阅者确认。除非该消息超时或存储空间耗尽
　　6）持久性订阅（via NATS Streaming）
　　　　服务端维护持久性订阅者的订阅推送状态，这样，持久性订阅者就可以知道它们在上一次会话中是在哪儿断开的
　　7）Event 流服务(via NATS Streaming)
　　　　根据时间戳、序列号或相对位差，消息被持久化存储在内存、文件或其它二级存储设备中
　　8）缓存最新一个或第一个值 (via NATS Streaming)
　　　　订阅者连接上服务器以后，先向订阅者推送最近一次的publish消息

转自：http://www.cnblogs.com/liang1101/p/6641290.html