La mise en œuvre de protocoles de messagerie est un composant de communication fondamental pour les applications modernes. Différents composants applicatifs nécessitent de transmettre des messages tout en assurant une communication fiable et efficace. Un bon exemple pour garantir un échange de messages fiable est la mise en œuvre de files d’attente. Une fois qu’un message est affecté à la file d’attente, sa destination est déjà établie. Ce message sera toujours livré. De plus, si la destination est occupée ou non connectée, la file d’attente conservera ce message jusqu’à ce que la destination revienne. Vous avez besoin d’un système de file d’attente de messages pour implémenter ces opérations de mise en file d’attente avancées telles que la persistance des messages, la priorité des messages, les messages planifiés, la durée de vie, etc. Plongeons-nous dans et comprenons en détail la mise en file d’attente des messages.
Qu’est-ce qu’une file d’attente de messages ?
Un message contient une charge utile des données réelles envoyées ou reçues. Ces messages sont envoyés par un producteur et reçus par un consommateur. De l’autre côté, une file d’attente stocke et gère le flux de ces messages dans un ordre séquentiel premier entré, premier sorti (FIFO) jusqu’à ce qu’un consommateur les récupère. Il contient les messages en attente de traitement. Ces messages seront ensuite mis en file d’attente et retirés de la file d’attente dans l’ordre de leur réception pour assurer une communication asynchrone entre l’expéditeur et le destinataire.
Dans ce contexte, une file d’attente de messages permet aux applications d’envoyer et de recevoir des messages via une file d’attente. Ces messages sont stockés dans une file d’attente jusqu’à ce que l’application réceptrice les traite. Il permet une communication asynchrone en garantissant qu’un service peut envoyer un message à la file d’attente et poursuivre le traitement. En revanche, un autre service peut recevoir le message et le traiter en temps opportun.
Un exemple hypothétique parfait de la façon dont les files d’attente de messages peuvent être utilisées est une application de commerce électronique qui utilise une file d’attente de messages pour traiter les commandes. Dans ce cas, lorsqu’un client passe une commande, l’application envoie un message à la file d’attente avec les détails de la commande. Cette charge utile de message comprendra des détails tels que l’adresse de livraison du client, les produits commandés et le coût total de la commande.
La même application aura un autre service (fulfillment service) qui reçoit le message de la file d’attente et traite la commande. Tout en utilisant une file d’attente de messages, l’application peut toujours traiter les commandes entrantes d’autres consommateurs tandis que le service d’exécution s’occupe des commandes au fur et à mesure qu’elles sont reçues. Le système reste évolutif, car le service de commande n’a pas besoin d’attendre que le service d’exécution termine la commande avant de traiter les commandes entrantes.
Architecture de file d’attente de messages
Une file d’attente de messages utilise une architecture simple :
- Producers : il se compose de composants clients qui génèrent et envoient des messages à la file d’attente de messages.
- Consommateurs : il comprend les services de destination du serveur qui traitent les messages de la file d’attente.
- La file d’attente : le composant central de l’architecture qui stocke les messages. Les messages placés dans la file d’attente sont stockés jusqu’à ce que le consommateur les récupère.
Lorsqu’un consommateur traite une tâche, celle-ci est supprimée de la file d’attente. Toutefois, ce processus peut différer en fonction du style de file d’attente des messages utilisé.
Types de files d’attente de messages
Le style des files d’attente de messages diffère par ses caractéristiques. Les principaux types de files d’attente de messages sont :
Les files d’attente point à point envoient des messages d’un seul producteur à un seul consommateur. Il constitue la forme la plus élémentaire de la méthode de mise en file d’attente des messages. Cette méthode est couramment utilisée pour une communication simple et un à un entre les services.
Un excellent exemple de file d’attente point à point est la communication entre une application Web et un serveur principal. Dans ce cas, l’application envoie un message contenant une demande d’utilisateur à la file d’attente. Le serveur traite ensuite la demande et renvoie une réponse à l’application. Les messages ne sont produits que par un seul consommateur, reçus par un seul consommateur, puis supprimés de la file d’attente.
- Modèle de publication-abonnement
Cette approche envoie des messages d’un producteur (éditeur) à plusieurs consommateurs (abonnés). Un consommateur peut s’abonner à des catégories de messages spécifiques et recevoir des messages correspondant à l’abonnement respectif. Le modèle Pub/Sub est essentiel lorsque vous souhaitez envoyer des messages à plusieurs destinataires.
Un bon exemple qui correspond au modèle Pub/Sub est celui des systèmes d’information. Par exemple, un système d’informations financières peut être utilisé pour envoyer des messages à plusieurs abonnés en fonction d’abonnements spécifiques, tels que les cours des actions et les tendances du marché. Tous les abonnés qui se sont abonnés à la catégorie concernée recevront la mise à jour des nouvelles.
Les files d’attente de sortance sont étroitement liées aux modèles Pub/Sub. Les messages sont envoyés d’un seul producteur à plusieurs consommateurs. Cependant, il utilise un modèle de sortance. Tous les consommateurs connectés reçoivent simultanément un message envoyé par le producteur.
Les déploiements sont couramment utilisés pour créer des applications événementielles en temps réel. Prenons un exemple de plate-forme de médias sociaux. Toute publication que vous ajoutez à votre chronologie est envoyée à tous vos abonnés en temps réel. L’avantage significatif de Fanouts est la possibilité de mettre en œuvre une communication en temps réel. L’application de chat utilise une architecture événementielle en temps réel pour envoyer une communication de chat de groupe. Tous les membres du groupe reçoivent un message envoyé par un membre.
Lorsqu’un producteur envoie le message à la file d’attente, le consommateur peut ne pas être disponible pour recevoir le message envoyé. Dans ce cas, le message sera stocké dans la file d’attente jusqu’à ce que son destinataire soit disponible. Les files d’attente de lettres mortes sont utilisées pour stocker les messages qui ne peuvent pas être remis au destinataire prévu à un moment donné.
Prenons l’exemple d’une application de messagerie, en particulier le service de livraison de courrier électronique. Dans ce cas, si vous envoyez un e-mail qui ne parvient pas à être remis au destinataire prévu, il est stocké dans une file d’attente de lettres mortes pour un examen plus approfondi ou réacheminé vers un autre destinataire.
Les messages stockés dans une file d’attente sont traités selon une approche premier entré, premier sorti (FIFO). Cela signifie que les premiers messages reçus seront traités en premier, et les autres suivront dans le même ordre. Cependant, vous pouvez utiliser des files d’attente pour traiter les messages en fonction des niveaux de priorité.
Les files d’attente prioritaires sont utilisées pour stocker et gérer les messages avec différents niveaux de priorité. Les messages sont traités en fonction de la priorité. Les messages de priorité supérieure sont traités en premier et les messages de priorité inférieure arrivent en dernier.
Une file d’attente prioritaire vous permet de gérer les messages urgents et cruciaux. Prenons l’exemple d’une application qui vend des produits VVIP, VIP et réguliers. Dans ce cas, une file d’attente prioritaire peut être utilisée pour traiter les commandes en fonction des niveaux que vous avez définis.
Avantages de la file d’attente de messages
Les files d’attente de messages offrent des avantages de tonalité pour le développement d’applications modernes. Sur la base de cet article, examinons quelques avantages que vous pouvez exploiter lors de l’utilisation des files d’attente de messages.
- Les files d’attente de messages s’efforcent le mieux de permettre le découplage des applications. Une seule application peut être divisée en différents composants de microservice. Chaque composant fonctionne indépendamment. Ces microservices peuvent communiquer à l’aide de files d’attente de messages sans être étroitement couplés dans une architecture monolithique. Un producteur et un consommateur ne doivent pas nécessairement être connectés simultanément. Chaque service est autonome.
- Les microservices découplés assurent la résilience et la fiabilité des applications. Si un récepteur n’est pas en mesure de traiter un message au moment où il est reçu, le message peut être stocké dans une file d’attente et traité ultérieurement.
- Il crée des modèles de tolérance aux pannes. Le message sera redistribué lorsque le nœud de destination sera de nouveau en ligne. Cela est nécessaire lorsque votre application connaît un trafic élevé et lorsqu’elle est arrêtée pour maintenance.
- Une file d’attente de messages a la capacité de recevoir un grand nombre de messages pendant que le consommateur les traite toujours en conséquence. Cela crée des avantages d’évolutivité. Vous pouvez facilement évoluer pour gérer plus de messages à mesure que le système se développe. Les producteurs sont uniquement chargés de créer des messages, et les consommateurs prennent et livrent les messages à la destination prévue. Cette application gère des charges croissantes sans nécessiter de modifications importantes de l’architecture.
- Découpler votre application et permettre à la file d’attente de messages de gérer les messages de manière asynchrone améliore les performances globales. Consommateurs et producteurs continuent leurs tâches sans s’attendre. Chaque composant place les messages dans une file d’attente et les récupère lorsqu’ils sont prêts. Cela permet au producteur de libérer de la bande passante après la livraison des messages. Les consommateurs traitent toujours les nouveaux messages entrants en arrière-plan sans obstruer l’application, ce qui améliore les performances.
- La mise en file d’attente des messages offre une approche de surveillance plus simple. Vous pouvez obtenir des informations sur les transactions telles que les messages envoyés, reçus, échoués, rejetés et réessayés. Cela fournit des statistiques de surveillance pour vous permettre de comprendre les performances et la façon dont les données circulent dans votre système.
Cas d’utilisation des files d’attente de messages
Les files d’attente de messages peuvent être appliquées en fonction des avantages ci-dessus, et cet article a discuté des types de files d’attente. Les exemples de cas d’utilisation quotidiens où les files d’attente de messages sont utilisées incluent :
- Application de commerce électronique pour gérer le flux de services tels que les commandes, les mises à jour des stocks, l’expédition et la livraison.
- Les applications de médias sociaux utilisent des files d’attente pour gérer les notifications.
- Les applications de chat nécessitent des files d’attente pour créer des plates-formes de messagerie en temps réel.
- Une application de jeu peut utiliser des files d’attente pour gérer le matchmaking.
- L’Internet des objets (IoT) utilise différents services pour gérer les données des capteurs et les mises à jour des appareils. Cela facilite la mise en œuvre de files d’attente de messagerie pour gérer le flux de données provenant de différentes sources et de leurs destinations respectives.
Conclusion
Les files d’attente de messages sont un outil puissant pour créer des applications évolutives et tolérantes aux pannes. Cela va de pair avec leur capacité à découpler les opérations et à améliorer la fiabilité globale des applications. Vous pouvez utiliser une file d’attente de messages pour plus de flexibilité et faciliter la mise à l’échelle de votre application. Cela fait des files d’attente un ajout précieux à l’architecture de votre application. Cet article vous a expliqué ce qu’est la file d’attente des messages et pourquoi vous en avez besoin.