19消息队列如何降低消息队列系统中消息的延迟？

　　这些可我们来思考一下，消息队列除了前面介绍的内容，还有哪些点呢？
　　先来看一个场景：在电商项目中，用户在下完单支付之后，会向消息队列发送一条消息，服务程序消费消息后给用户发送优惠券或者增加几分之类的后续动作。用户下单之后十几分钟或者几个小时之后可以接受，但是一旦消息队列出现堆积，用户长时间拿不到优惠券，那么用户就会投诉了。
　　这个时候你就要关注消息的消费延迟了，这个其实是消费性能的问题，那么如何来提高消息的消费性能呢？首先我们需要监控消费延迟的时间，有了这个数据之后我们才能知道延迟的数据是否满足业务的需求，并且可以评估优化的效果。这个时候就需要掌握如何正确的使用消息队列，以及消息队列本身是如何快速保存消息及快速的投递消息的。  如何监控消息延迟
　　两种方式：  使用消息队列提供的工具，通过监控消息堆积来完成  通过生产监控消息的方式来监控消息延迟  在 Kafka 中，消费者的消费进度在不同的版本上是不同的。
　　在 Kafka0.9 之前的版本中，消费进度是存储在 ZooKeeper 中的，消费者在消费消息的时候先要从 ZooKeeper 中获取最新的消费进度，再从这个进度的基础上消费后面的消息。
　　在 Kafka0.9 版本之后，消费进度被迁入到 Kakfa 的一个专门的 topic 叫＂__consumer_offsets＂里面。所以如果你了解 kafka 的原理，可以依据不同的版本从不同的位置获取到这个消费进度的信息。
　　首先，Kafka 提供了工具叫做＂kafka-consumer-groups.sh＂（它在 Kafka 安装包的 bin 目录下）。
　　你还可以通过生成监控消息的方式来监控消息的延迟。  具体怎么做呢？
　　先定义一种特殊的消息，然后启动一个监控程序将这个消息循环写入消息队列中，消息的内容包含生成消息的时间戳，监控程序在消费到这个消息时就可以跟生成的时间做对比，如果时间差达到一个阈值就可以触发告警。
　　了解了消息延迟的监控方式之后，我们再来看看如何提升消息的写入和消费性能，这样才会让异步的消息得到尽快的处理。  减少消息延迟的正确姿势
　　想要减少消息的处理延迟，我们需要在消费端和消息队列两个层面来完成。
　　消费端就是提升消费的能力，如下：  优化消费代码的提升  增加消费者数量
　　下面我们来重点探讨第二种。
　　kafka 中一个 TopIC 可以配置多个分区，数据会被平均或者消费者指定的方式写入到分区中，那么在消费的时候，kafka 约定一个分区只能被一个消费者消费，为什么这么设计呢？
　　在我看来，如果有多个consumer可以消费一个分区消息，那么在操作这个消费进度的时候就需要加锁，可能会对性能有一定的损耗。所以说分区的数量决定了消费的并行度，增加多余的消费者也是也是没有用处，可以通过增加分区来提高消费者处理能力。
　　那么 如何在不增加分区的情况下提高消费能力呢？
　　虽然不能增加 consumer 但是你可以增加一个consumer的处理能力，就是一个 consumer中增加并行消费的能力。可以创建一个或者多个线程池，接收到消息之后，丢到线程池来异步处理，这样原本串行的任务处理改成了并行。
　　另外，在消费队列中数据的时候还需要注意消费线程空转的问题。
　　所以，你在写消费客户端的时候要考虑这种场景，拉取不到消息可以等待一段时间再来拉取，等待的时间不宜过长，否则会增加消息的延迟。我一般建议固定的 10ms~100ms，也可以按照一定步长递增，比如第一次拉取不到消息等待 10ms，第二次 20ms，最长可以到 100ms，直到拉取到消息再回到 10ms。
　　再来说说消息队列本身在读取性能优化方面做了哪些事情。  消息的存储  零拷贝技术
　　针对第一点，  我最初在设计的时候为了实现简单，使用了普通的数据库来存储消息，但是受限于数据库的性能瓶颈，读取 QPS 只能到 2000，后面我重构了存储模块，使用本地磁盘作为存储介质。Page Cache 的存在就可以提升消息的读取速度，即使要读取磁盘中的数据，由于消息的读取是顺序的并且不需要跨网络读取数据，所以读取消息的 QPS 提升了一个数量级。
　　另外一个优化点是零拷贝技术，说是零拷贝  ，其实我们不可能消灭数据的拷贝，只是尽量减少拷贝的次数。在读取消息队列的数据的时候，其实就是把磁盘中的数据通过网络发送给消费客户端，在实现上会有四次数据拷贝的步骤：  数据从磁盘拷贝到内核缓冲区  系统调用将内核缓冲区数据拷贝到用户缓存区  用户缓存区数据被写入到 Socket 缓冲区中；  操作系统再 Socket 缓冲区中数据拷贝到网卡缓冲区
　　操作系统提供了 Sendfile 函数可以减少数据被拷贝的次数。使用了 Sendfile 之后，在内核缓冲区的数据不会被拷贝到用户缓冲区而是直接被拷贝到 Socket 缓冲区，节省了一次拷贝的过程提升了消息发送的性能。高级语言中对于 Sendfile 函数有封装，比如说在 Java 里面的 java.nio.channels.FileChannel 类就提供了 transferTo 方法提供了 Sendfile 的功能。
　　总结
　　如何提高消息队列的性能来降低消息消费的延迟呢？  消息队列提供的工具来监控消息消费的延迟  横向扩展消费者数量增加消息处理的能力  选择高性能的消息存储方式，提升消费性能
　　消息队列也是一种特殊的队列，只要设计队列，任务堆积就是一个不可忽视的问题，很多故障都源于此处。