貌似有2个月没写技术帖了。今天,向各位程序猿同学介绍一个和网络通讯有关的开源项目——ZeroMQ(绰号 ØMQ,以下简称 ZMQ)。事先声明,本帖仅仅是简介,不涉及太深入的话题。

★ZMQ是啥玩意儿?

  通俗地说,ZMQ是一个开源的、跨语言的、非常简洁的、非常高性能、非常灵活的网络通讯库。

  它的官方网站在”这里“,维基百科的介绍在”这里“(暂时没有中文的维基词条)。

  这玩意儿推出的时间不长,貌似09年下半年才推出1.0.1版本。俺去年开始接触它,感觉实在不错,今年就已经用于公司的产品中。最近一段时间,对 ZMQ 的好评日渐增多,所以俺也来赶赶潮流,在俺博客里忽悠一下。

  接下来,就针对ZMQ的几大特点,分别聊一聊。

★简单

  ZMQ的首要特点,就是简单(从它的名字也能感觉得到)。

◇封装导致的简单

  相比原始的 socket API,ZMQ 封装掉了很多东西,免去了开发人员的很多麻烦。

  比如,传统的 TCP 是基于字节流进行收发,因此程序猿常常要自己去处理数据块与数据块之间的边界(断界处理);与之相对,ZMQ 是以消息为单位进行收发,它确保你每次发出/收到的,都是一个消息块。这样一来,就省却了不少代码量。

  比如,基于 socket API 进行 TCP 通讯,你需要自己处理很多网络异常(比如连接异常中断以及重连),即使有经验的程序员,也未必能写得严密。而在 ZMQ 中,这些琐事统统不用程序猿操心。

  再比如,用传统的 socket API,当你想提高通讯性能,往往要搞些异步(非阻塞)、缓冲区、多线程之类的把戏。而这些东西,ZMQ 也帮你封装掉了。

  总而言之,ZMQ 对很多底层细节的封装,让你的网络程序代码变得简单,写起来又快又轻松。

◇API的简单

  ZMQ 的 API 接口很少,而且在风格上非常类似于 BSD Socket。如果你曾经用 socket API 写过程序,那要上手 ZMQ 是非常容易的。如果你是 Java 程序猿,搞过 JMS API(比如 ActiveMQ),那你会发觉两者的 API 简直是天壤之别。顺便抱怨一下:Java 的 JMS API,那可真是复杂啊!

◇具体的示例

  为了增加说服力,下面给出 Python 语言实现的 Echo Server 代码(所谓的Echo Server,是一种最简单的服务端程序。它把收到的信息原样回送给客户端程序)。

#服务端程序

import zmq

context = zmq.Context()

socket = context.socket(zmq.REP)

socket.bind(“tcp://127.0.0.1:1234”)

while True :

    msg = socket.recv()

    socket.send(msg)

#客户端端程序

import zmq

context = zmq.Context()

socket = context.socket(zmq.REQ)

socket.connect(“tcp://127.0.0.1:1234”)

msg_send = “xxx”

socket.send(msg_send)

print “Send:”, msg_send

msg_recv = socket.recv()

print “Receive:”, msg_recv

  从上述示例代码,大伙儿应该能感觉到:ZMQ 的使用,是非常简单的。

★灵活

  所谓的灵活性,主要指如下2方面。

◇适用于多种通讯环境

  ZMQ 可以灵活地支持多种通讯环境(进程内,主机内跨进程、跨主机)。ZMQ 的 API 设计得很好,以至于你的代码只要做很小的改动(甚至不改动),就可以适用于不同的通讯环境。

  在刚才的例子里,有这样的语句 socket.connect(“tcp://127.0.0.1:1234”)。其中的 “tcp://127.0.0.1:1234” 是表示通讯对端的地址串。ZMQ 约定地址串使用如下格式:transport://endpoint 。地址串前面的 transport 表示通讯的类型,目前支持 inproc(进程内),ipc(主机内跨进程),tcp(跨主机),pgm(跨主机,支持多播)共4种方式。

  对程序猿来说,如果你把通讯的地址串保存到配置文件中,就完全可以用一套代码来搞定多种通讯方式,非常爽!

◇支持多种通讯模式

  ZMQ将常见的通讯场景进行了归纳,总结了如下几种不同的模式。

PUB and SUB

REQ and REP

REQ and ROUTER

DEALER and REP

DEALER and ROUTER

DEALER and DEALER

ROUTER and ROUTER

PUSH and PULL

PAIR and PAIR

  限于篇幅,俺就不深入介绍每种模式了,有兴趣的同学请看官方文档(在”这里“)。

★跨语言

  为啥俺要强调跨语言的特色捏?通常来说,用得着网络通讯库的软件系统,某种程度上都算是分布式系统。如果开发的分布式系统比较复杂,要想用一种编程语言通吃,难度较大。因此,在稍微复杂的分布式系统中,采用多种编程语言是常有的事儿(至少俺的经历是如此)。所以,ZMQ 的这个跨语言特色就显得非常重要了。

  在官方网站的文档中,给出了如下许多编程语言的示例(链接在”这里“)。为避免引发编程语言的名次之争,以下按照字母序排列。

Ada, Basic, C#, C, C++, Common Lisp, Erlang, Go, Haskell, Haxe, Java, JavaScript(Node.js), Lua, Objective-C, PHP, Perl, Python, Racket, Ruby, Scala

  这个语言清单太全了,居然有2个语言,俺都没听说过。可以不夸张地说——常用的编程语言,都可以找到相应的 ZMQ 封装库。

★高性能

  说到性能,这可是 ZMQ 吹嘘的主要亮点。首先,ZMQ 是用 C/C++ 开发的(C/C++ 的性能,那可是公认滴);其次,ZMQ 本身的协议格式定义得很简洁(相对来说,JMS 规范中的协议格式就复杂多了)。所以,它的性能远远高于其它的消息队列软件。甚至可以说,用 ZMQ 的性能,跟用传统 socket API 的性能,是不相上下滴。

  为了让大伙儿有一个感性的认识,俺特地找来了消息队列软件的性能测评。这是某老外写的一篇帖子(在”这里“),不懂洋文的同学可以看”这里“。连帖子都懒得看的同学,可以直接看下图。

不见图、请翻墙


  从图中可以明显看出,ZMQ 相比其它几款MQ,简直是鹤立鸡群啊!性能根本不在一个档次嘛。

★总结

  总体而言,ZMQ 是非常值得大伙儿去尝试的一个网络通讯库。即使工作中用不到,业余时间玩玩也是不错滴。

  本帖子发出后,如果感兴趣的人较多,俺会根据反馈,再聊一些深入的话题。

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