Kafka và RabbitMQ khác nhau ở điểm nào?
Kafka và RabbitMQ là các hệ thống hàng đợi thông điệp được sử dụng trong quy trình xử lý luồng. Luồng dữ liệu là dữ liệu gia tăng, liên tục và có khối lượng lớn, đòi hỏi phải xử lý ở tốc độ cao. Ví dụ: luồng dữ liệu có thể là dữ liệu cảm biến về môi trường cần liên tục thu thập và xử lý để có thể quan sát các thay đổi về nhiệt độ hoặc khí áp theo thời gian thực. RabbitMQ là một trình truyền tải thông điệp phân tán chịu trách nhiệm thu thập dữ liệu truyền phát từ nhiều nguồn nhằm định tuyến đến các đích đến khác nhau để tiến hành xử lý. Apache Kafka là một nền tảng truyền phát để xây dựng các ứng dụng truyền phát và quy trình dữ liệu thời gian thực. Kafka cung cấp một hệ thống nhắn tin có quy mô cực kỳ linh hoạt, khả năng chịu lỗi tốt và bền bỉ với nhiều tính năng hơn so với RabbitMQ.
Điểm khác biệt về kiến trúc giữa Kafka và RabbitMQ
RabbitMQ và Apache Kafka cho phép đối tượng tạo có thể gửi thông điệp đến đối tượng nhận. Đối tượng tạo là các ứng dụng gửi thông tin, trong khi đối tượng nhận là các ứng dụng đăng ký nhận và xử lý thông tin.
Các đối tượng tạo và đối tượng nhận tương tác khác nhau trong RabbitMQ và Kafka. Trong RabbitMQ, đối tượng tạo sẽ gửi và giám sát việc thông điệp có đến được đối tượng nhận dự kiến không. Mặt khác, các đối tượng tạo của Kafka gửi các thông điệp đến hàng đợi bất kể đối tượng nhận đã truy xuất thông điệp này hay chưa.
Bạn có thể tưởng tượng RabbitMQ giống như một bưu điện thực hiện nhận và giao thư cho người nhận dự kiến. Trong khi đó, Kafka tương tự như một thư viện, nơi sắp xếp, tổ chức các thông điệp trên kệ với các thể loại khác nhau mà các đối tượng tạo gửi. Sau đó, đối tượng nhận sẽ đọc các thông điệp từ các kệ tương ứng và ghi nhớ những gì chúng đã đọc.
Cách tiếp cận kiến trúc RabbitMQ
Một trình truyền tải RabbitMQ cho phép độ trễ thấp và phân bổ thông điệp phức tạp với các thành phần sau:
- Một cổng trao đổi nhận thông điệp từ đối tượng tạo và xác định xem chúng nên được định tuyến tới đâu
- Một hàng đợi là kho lưu trữ nhận thông điệp từ một cổng trao đổi và gửi chúng đến đối tượng nhận
- Một liên kết là một đường dẫn kết nối một cổng trao đổi và một trình truyền tải
Trong RabbitMQ, một khóa định tuyến là một thuộc tính thông điệp được sử dụng để định tuyến thông điệp từ một cổng trao đổi đến một hàng đợi cụ thể. Khi một đối tượng tạo gửi thông điệp đến cổng trao đổi, nó bao gồm một khóa định tuyến trong thông điệp. Cổng trao đổi sau đó sử dụng khóa định tuyến này để xác định hàng đợi mà thông điệp nên được gửi đến.
Cách tiếp cận kiến trúc Kafka
Một cụm Kafka cung cấp khả năng xử lý sự kiện luồng có thông lượng cao với một kiến trúc phức tạp hơn. Đây là một số thành phần chính của Kafka:
- Một trình truyền tải Kafka là một máy chủ Kafka cho phép các đối tượng tạo truyền dữ liệu đến các đối tượng nhận. Trình truyền tải Kafka chứa các topic và phân vùng tương ứng của chúng.
- Một topic là một kho lưu trữ dữ liệu thực hiện nhóm các dữ liệu tương tự trong một trình truyền tải Kafka.
- Một phân vùng là một kho lưu trữ dữ liệu nhỏ hơn trong một topic mà đối tượng nhận đăng ký nhận.
- ZooKeeper là phần mềm đặc biệt quản lý các cụm Kafka và phân vùng để cung cấp luồng có khả năng chịu lỗi. ZooKeeper gần đây đã được thay thế bằng giao thức Apache Kafka Raft (KRaft).
Các đối tượng tạo trong Kafka gán một khóa thông điệp cho từng thông điệp. Sau đó, trình truyền tải Kafka lưu trữ thông điệp trong phân vùng hàng đầu của topic cụ thể đó. Giao thức KRaft sử dụng các thuật toán đồng thuận để xác định phân vùng hàng đầu.
Kafka và RabbitMQ xử lý thông điệp khác nhau như thế nào?
RabbitMQ và Apache Kafka di chuyển dữ liệu từ đối tượng tạo sang đối tượng nhận theo nhiều cách khác nhau. RabbitMQ là một trình truyền tải thông điệp đa dụng, ưu tiên phân phối thông điệp toàn diện. Kafka là một nền tảng truyền sự kiện phân tán, hỗ trợ việc trao đổi dữ liệu lớn liên tục theo thời gian thực.
RabbitMQ và Kafka được thiết kế cho các trường hợp sử dụng khác nhau, đó là lý do tại sao chúng xử lý thông điệp theo cách khác nhau. Tiếp theo, chúng ta sẽ thảo luận về một số điểm khác biệt cụ thể.
Xử lý thông điệp
Trong RabbitMQ, trình truyền tải đảm bảo rằng đối tượng nhận sẽ nhận được thông điệp. Đối tượng nhận có vai trò thụ động và chờ đợi trình truyền tải RabbitMQ đẩy thông điệp vào hàng đợi. Ví dụ: một ứng dụng ngân hàng có thể chờ thông điệp SMS cảnh báo từ phần mềm xử lý giao dịch trung tâm.
Tuy nhiên, đối tượng nhận Kafka chủ động hơn trong việc đọc và theo dõi thông tin. Khi thông điệp được thêm vào các tệp bản ghi vật lý, các đối tượng nhận Kafka theo dõi thông điệp cuối cùng mà chúng đã đọc và cập nhật bộ theo dõi thứ tự của mình sao cho phù hợp. Một bộ theo dõi thứ tự là một bộ đếm sẽ tăng lên sau khi đọc một thông điệp. Với Kafka, đối tượng tạo không biết được việc đối tượng nhận truy xuất thông điệp.
Ưu tiên thông điệp
Các trình truyền tải RabbitMQ cho phép phần mềm tạo thông điệp đẩy mức độ ưu tiên lên trước một số thông điệp nhất định bằng cách sử dụng hàng đợi ưu tiên. Thay vì gửi thông điệp theo thứ tự đến trước xử lý trước, trình truyền tải xử lý các thông điệp có độ ưu tiên cao hơn trước các thông điệp thông thường. Ví dụ: một ứng dụng bán lẻ có thể xếp hàng đợi các giao dịch bán hàng mỗi giờ. Tuy nhiên, nếu ứng dụng quản trị hệ thống phát một thông điệp cơ sở dữ liệu sao lưu ưu tiên, trình truyền tải sẽ gửi nó đi ngay lập tức.
Khác với RabbitMQ, Apache Kafka không hỗ trợ hàng đợi ưu tiên. Kafka xử lý tất cả các thông điệp theo cách bình đẳng khi phân bổ chúng cho các phân vùng tương ứng của chúng.
Thứ tự thông điệp
RabbitMQ gửi và xếp hàng đợi các thông điệp theo một thứ tự cụ thể. Trừ khi một thông điệp ưu tiên cao hơn được xếp vào hàng đợi trong hệ thống, đối tượng nhận sẽ nhận được thông điệp theo thứ tự mà chúng được gửi.
Trong khi đó, Kafka sử dụng các topic và phân vùng để xếp hàng đợi thông điệp. Khi một đối tượng tạo gửi đi một thông điệp, thông điệp này chuyển vào một topic và phân vùng cụ thể. Bởi vì Kafka không hỗ trợ trao đổi trực tiếp giữa đối tượng tạo-đối tượng nhận, đối tượng nhận sẽ lấy thông điệp từ phân vùng theo một thứ tự khác.
Xóa thông điệp
Một trình truyền tải RabbitMQ định tuyến thông điệp đến hàng đợi đích. Sau khi đọc, đối tượng nhận sẽ gửi trả lời xác nhận (ACK) cho trình truyền tải, rồi xóa thông điệp khỏi hàng đợi.
Khác với RabbitMQ, Apache Kafka gắn thông điệp vào một tệp bản ghi, tệp này vẫn còn cho đến khi thời gian lưu giữ hết hạn. Bằng cách đó, đối tượng nhận có thể xử lý lại dữ liệu được truyền trực tiếp vào bất cứ lúc nào trong khoảng thời gian quy định.
Những điểm khác biệt chính khác giữa Kafka và RabbitMQ
RabbitMQ cung cấp định tuyến thông điệp phức tạp với kiến trúc đơn giản, trong khi Kafka cung cấp một hệ thống trình truyền tải thông điệp bền bỉ cho phép các ứng dụng xử lý dữ liệu trong lịch sử luồng.
Tiếp theo, chúng tôi sẽ chia sẻ thêm những điểm khác biệt giữa hai trình truyền tải thông điệp.
Hiệu năng
Cả RabbitMQ và Kafka đều cung cấp khả năng truyền tải thông điệp hiệu suất cao cho các trường hợp sử dụng như dự kiến. Tuy nhiên, Kafka vượt trội hơn RabbitMQ về khả năng truyền thông điệp.
Kafka có thể gửi hàng triệu thông điệp mỗi giây vì nó sử dụng I/O ổ đĩa tuần tự để cho phép trao đổi thông điệp có thông lượng cao. I/O ổ đĩa tuần tự là một hệ thống lưu trữ có chức năng lưu trữ và truy cập dữ liệu từ không gian bộ nhớ liền kề, và nó nhanh hơn so với truy cập ổ đĩa ngẫu nhiên.
RabbitMQ cũng có thể gửi hàng triệu thông điệp mỗi giây, nhưng nó đòi hỏi phải có nhiều trình truyền tải để làm được như vậy. Thông thường, hiệu suất trung bình của RabbitMQ là khoảng hàng ngàn thông điệp mỗi giây và có thể chậm lại nếu hàng đợi của RabbitMQ bị tắc nghẽn.
Bảo mật
RabbitMQ và Kafka cho phép các ứng dụng trao đổi thông điệp một cách bảo mật nhưng bằng các công nghệ khác nhau.
RabbitMQ đi kèm với các công cụ quản trị để quản lý quyền của người dùng và bảo mật trình truyền tải.
Trong khi đó, kiến trúc Apache Kafka cung cấp các luồng sự kiện bảo mật nhờ TLS và Java Authentication and Authorization Service (JAAS). TLS là một công nghệ mã hóa ngăn chặn việc nghe lén thông điệp không mong muốn và JAAS kiểm soát ứng dụng nào có quyền truy cập vào hệ thống trình truyền tải.
Ngôn ngữ lập trình và giao thức
Kafka và RabbitMQ đều hỗ trợ nhiều ngôn ngữ, khung và giao thức đa dạng mà các nhà phát triển đã quen thuộc.
Bạn có thể viết mã bằng Java và Ruby khi xây dựng các ứng dụng khách cho Kafka và RabbitMQ. Ngoài ra, Kafka hỗ trợ Python và Node.js, trong khi RabbitMQ hỗ trợ JavaScript, Go, C, Swift, Spring, Elixir, PHP và .NET.
Kafka sử dụng giao thức nhị phân qua TCP để truyền thông điệp qua các quy trình dữ liệu theo thời gian thực, trong khi RabbitMQ hỗ trợ Giao thức xếp hàng đợi thông điệp nâng cao (AMQP) theo mặc định. RabbitMQ cũng hỗ trợ các giao thức cũ như Giao thức gửi thông điệp hướng văn bản đơn giản (STOMP) và MQTT để định tuyến thông điệp.
Những điểm tương đồng giữa Kafka và RabbitMQ là gì?
Các ứng dụng cần các trình truyền tải thông điệp đáng tin cậy để trao đổi dữ liệu trên đám mây. Cả RabbitMQ và Kafka đều cung cấp các nền tảng có quy mô linh hoạt và khả năng chịu lỗi để đáp ứng nhu cầu về lưu lượng truy cập ngày càng tăng và tính sẵn sàng cao.
Tiếp theo, chúng ta sẽ thảo luận về một số điểm tương đồng chính giữa RabbitMQ và Kafka.
Khả năng điều chỉnh quy mô
RabbitMQ có thể mở rộng khả năng xử lý thông điệp của mình cả theo chiều ngang lẫn chiều dọc. Bạn có thể phân bổ thêm tài nguyên điện toán cho máy chủ của RabbitMQ để tăng hiệu quả trao đổi thông điệp. Trong một số trường hợp, các nhà phát triển sử dụng một kỹ thuật phân phối thông điệp được gọi là trao đổi băm nhất quán RabbitMQ để xử lý cân bằng tải trên nhiều trình truyền tải.
Tương tự như vậy, kiến trúc Kafka cho phép bổ sung thêm nhiều phân vùng vào một topic cụ thể để phân bổ tải thông điệp đồng đều.
Khả năng chịu lỗi cao
Cả Kafka và RabbitMQ đều là các kiến trúc xếp hàng đợi thông điệp mạnh mẽ, có khả năng phục hồi trước sự cố hệ thống.
Bạn có thể nhóm nhiều trình truyền tải RabbitMQ thành các cụm và triển khai chúng trên các máy chủ khác nhau. RabbitMQ cũng sao chép các thông điệp xếp hàng đợi trên khắp các nút phân tán. Điều này cho phép hệ thống phục hồi từ sự cố gây ảnh hưởng đến bất kỳ máy chủ nào.
Giống như RabbitMQ, Apache Kafka cũng có khả năng phục hồi và dự phòng tương tự bằng cách lưu trữ các cụm Kafka trên các máy chủ khác nhau. Mỗi cụm bao gồm các bản sao của tệp bản ghi mà bạn có thể phục hồi trong trường hợp xảy ra sự cố.
Dễ sử dụng
Cả hai hệ thống hàng đợi thông điệp đều có sự hỗ trợ mạnh mẽ từ cộng đồng và thư viện giúp việc gửi, đọc và xử lý thông điệp trở nên đơn giản. Điều này làm cho việc phát triển các ứng dụng khách trở nên dễ dàng hơn cho các nhà phát triển trên cả hai hệ thống.
Ví dụ: bạn có thể sử dụng Kafka Streams (thư viện máy khách) để xây dựng hệ thống gửi thông điệp trên Kafka và Spring Cloud Data Flow để xây dựng các vi dịch vụ hướng sự kiện bằng RabbitMQ.
So sánh về thời điểm nên sử dụng Kafka hay RabbitMQ
Bạn cần phải hiểu rằng RabbitMQ và Kafka không phải là hai trình truyền tải thông điệp cạnh tranh với nhau. Cả hai đều được thiết kế để hỗ trợ trao đổi dữ liệu trong các trường hợp sử dụng khác nhau tùy vào mức độ phù hợp.
Tiếp theo, chúng ta sẽ thảo luận về một số trường hợp sử dụng để xem xét RabbitMQ và Kafka.
Phát lại luồng sự kiện
Kafka phù hợp với các ứng dụng cần phân tích lại dữ liệu đã được nhận. Bạn có thể xử lý dữ liệu truyền phát nhiều lần trong khoảng thời gian lưu giữ hoặc thu thập các tệp bản ghi để phân tích.
Việc tập hợp bản ghi với RabbitMQ thì khó nhằn hơn, vì các thông điệp sẽ bị xóa ngay sau khi xử lý. Một giải pháp thay thế là phát lại các thông điệp được lưu trữ từ đối tượng tạo.
Xử lý dữ liệu theo thời gian thực
Kafka truyền thông điệp với độ trễ rất thấp và phù hợp để phân tích dữ liệu truyền phát theo thời gian thực. Ví dụ: bạn có thể sử dụng Kafka như một dịch vụ giám sát phân tán để đưa ra cảnh báo cho xử lý giao dịch trực tuyến theo thời gian thực.
Kiến trúc định tuyến phức tạp
RabbitMQ cung cấp tính linh hoạt cho những máy khách có các yêu cầu mơ hồ hoặc các tình huống định tuyến phức tạp. Ví dụ: bạn có thể thiết lập RabbitMQ định tuyến dữ liệu đến các ứng dụng khác nhau với các liên kết và trao đổi khác nhau.
Gửi thông điệp hiệu quả
RabbitMQ áp dụng mô hình đẩy, có nghĩa là đối tượng tạo biết liệu ứng dụng khách đã xử lý thông điệp hay chưa. RabbitMQ phù hợp với các ứng dụng phải tuân thủ các trình tự cụ thể và đảm bảo phân phát khi trao đổi và phân tích dữ liệu.
Hỗ trợ ngôn ngữ và giao thức
Các nhà phát triển sử dụng RabbitMQ cho các ứng dụng khách cần tương thích ngược với các giao thức cũ như MQTT và STOMP. RabbitMQ cũng hỗ trợ một phạm vi ngôn ngữ lập trình rộng hơn so với Kafka.
Kafka có dùng RabbitMQ không?
Kafka không sử dụng RabbitMQ. Nền tảng này là một trình truyền tải thông điệp độc lập phân phối các luồng sự kiện theo thời gian thực mà không cần sử dụng RabbitMQ. Cả hai đều là các hệ thống trao đổi dữ liệu riêng biệt hoạt động độc lập với nhau.
Tuy nhiên, một số nhà phát triển định tuyến thông điệp từ mạng RabbitMQ vào Kafka. Họ làm như vậy bởi vì phải tốn nhiều sức hơn để phân tách các quy trình dữ liệu RabbitMQ hiện có và xây dựng lại chúng bằng Kafka.
Tóm tắt các điểm khác biệt giữa Kafka và RabbitMQ
| RabbitMQ |
Kafka |
|
| Kiến trúc |
Kiến trúc của RabbitMQ được thiết kế cho việc định tuyến thông điệp phức tạp. RabbitMQ sử dụng mô hình đẩy. Đối tượng tạo sẽ gửi các thông điệp đến đối tượng nhận kèm theo các quy tắc khác nhau. |
Kafka sử dụng thiết kế dựa trên phân vùng để xử lý luồng thông lượng cao theo thời gian thực. Kafka sử dụng mô hình kéo. Các đối tượng tạo gửi thông điệp tới các topic và phân vùng mà đối tượng nhận đăng ký nhận. |
| Xử lý thông điệp |
Các trình truyền tải RabbitMQ giám sát việc xử lý thông điệp. Các trình này sẽ xóa thông điệp sau khi thông điệp được xử lý. Trình truyền tải hỗ trợ các ưu tiên thông điệp. |
Đối tượng nhận theo dõi việc truy xuất thông điệp bằng bộ theo dõi thứ tự. Kafka giữ lại các thông điệp theo chính sách lưu giữ. Không có ưu tiên thông điệp. |
| Hiệu năng |
RabbitMQ có độ trễ thấp. RabbitMQ gửi hàng ngàn thông điệp mỗi giây. |
Kafka có khả năng truyền tải theo thời gian thực lên đến hàng triệu thông điệp mỗi giây. |
| Ngôn ngữ lập trình và giao thức |
RabbitMQ hỗ trợ một loạt các ngôn ngữ và giao thức cũ. |
Kafka có số lựa chọn hạn chế về ngôn ngữ lập trình. Kafka sử dụng giao thức nhị phân qua TCP để truyền dữ liệu. |
AWS có thể hỗ trợ các yêu cầu về RabbitMQ và Kafka của bạn như thế nào?
Amazon Web Services (AWS) cung cấp các dịch vụ trình truyền tải thông điệp có độ trễ thấp và được quản lý hoàn toàn cho cả khi triển khai RabbitMQ và Kafka:
- Sử dụng Amazon MQ để cung cấp các trình truyền tải RabbitMQ của bạn mà không cần trải qua bước thiết lập tốn thời gian. Amazon MQ mã hóa các thông điệp RabbitMQ đang được truyền và đang được lưu trữ. Chúng tôi cũng đảm bảo các quy trình dữ liệu có độ sẵn sàng cao trên các vùng sẵn sàng của AWS.
- Sử dụng Dịch vụ truyền được quản lý của Amazon dành cho Apache Kafka (Amazon MSK) để dễ dàng thiết lập, xử lý và điều chỉnh quy mô bus thông điệp Kafka theo thời gian thực của bạn. Amazon MSK giúp bạn xây dựng các luồng sự kiện bảo mật và có khả năng chịu lỗi với các công nghệ AWS như Đám mây riêng ảo của Amazon (Amazon VPC).
Bắt đầu với trình truyền tải thông điệp trên AWS bằng cách tạo tài khoản ngay hôm nay.
Các bước tiếp theo để sử dụng AWS
