最新のアプリケーション向けの上位 6 つのメッセージ ブローカー

今日のアプリケーションはますます複雑になっています。 開発者は、多くの時間とリソースを使用するプロセスを継続的に処理する必要があります。

特定のサービス間の送信と大量のデータの処理は、開発者が日常的に直面する一般的な問題のほんの一部です。 幸いなことに、これらの問題を解決するための新しいテクノロジとツールが構築されており、メッセージ ブローカーもその 1 つです。

メッセージ ブローカーは、ネットワーク ソリューションがメッセージを交換し、相互に通信できるようにします。 この革新的な技術をよりよく理解しましょう。

メッセージブローカーとは?

メッセージ ブローカは、サービスやアプリケーションが通信や情報交換のためにメッセージを転送できるようにするソフトウェア ツールです。 メッセージ ブローカーは、クラウド ネイティブ、サーバーレス、マイクロサービス ベース、およびハイブリッド クラウド アーキテクチャを補助する共有統合メカニズムを形成します。

メッセージ ブローカは、承認されたメッセージング プロトコル間でメッセージを変換することにより、これを実現します。 これにより、さまざまなプログラミング言語に関係なく、相互に依存するサービスが相互に即座に対話できるようになります。

メッセージ ブローカはどのように機能しますか?

メッセージ ブローカーは、メッセージの保護、アーカイブ、ルーティング、および適切な受信者へのディスパッチを行うことができます。 それらはさまざまなアプリケーション間のブリッジとして機能し、送信者は受信者の場所、アクティビティ、または数を知らなくてもメッセージを送信できます。

メッセージ ブローカーは、メッセージ キューと呼ばれる要素に依存して、信頼性の高いメッセージ ストレージと安全な配信を提供することがよくあります。 メッセージ キューは、コンシューマー アプリケーションがメッセージを処理できるようになるまで、メッセージを格納してインデックスを付けます。 メッセージは、転送されたときと同じ方法でメッセージ キューに保持され、受信が確認されるまでそこに留まります。

メッセージ ブローカーがタスクを実行する方法をよりよく理解するために、その基本的な概念のいくつかを理解しましょう。

• プロデューサは、メッセージ ブローカと直接通信して、格納されたメッセージを配布用に送信するインターフェイスです。
• コンシューマーは、メッセージを配信する必要があるエンティティであり、メッセージ ブローカーからのデータを要求します。 それらをサブスクライバーと呼ぶこともできます。
• キューまたはトピックは、メッセージ ブローカーがメッセージを格納するために使用するデータ型です。 それらはコンピューター内のフォルダーと見なすことができ、FIFO (先入れ先出し) 方式で動作します。
• 最後に、キューを管理し、コンシューマーがメッセージを交換できるようにするメッセージのグループを作成する一種の論理エンティティであるExchangerがあります。

メッセージ ブローカーを使用したメッセージ交換による通信は、2 つの異なるメッセージング パターンまたはスタイルに基づいて実行されます。 これらは、ポイントツーポイント メッセージングおよびパブリッシュ/サブスクライブ メッセージングとして知られています。

ポイント ツー ポイント メッセージング:この通信モデルは、各メッセージの送信者と受信者が 1 対 1 で関連付けられるメッセージ キューで使用される分散パターンです。 キュー内のすべてのメッセージは 1 回だけ読み取られ、1 人の受信者にのみ送信されます。

ポイント ツー ポイント メッセージング モデルは、各支払いが 1 回だけ行われることを保証する必要がある給与管理および金融取引処理のシナリオで実装されます。 コンシューマがオフラインの場合、メッセージ ブローカはそれをメッセージ キューに格納し、後で配信します。

パブリッシュ/サブスクライブ メッセージング:このメッセージ交換モードでは、プロデューサーはメッセージのコンシューマーになるユーザーをまったく認識していません。 トピックに関するメッセージを送信し、サブスクライブしているすべてのアプリケーションが公開されたすべてのメッセージを受信します。

コンシューマーとプロデューサーは 1 対多の関係にあり、モデルはアプリケーションが相互に依存しないイベント ドリブン アーキテクチャ ベースのシステムで使用されます。

以下は、メッセージ ブローカーを使用したメッセージ送信のライフ サイクルです。

• このサイクルは、1 つまたは複数の宛先にメッセージを送信することから始まります。
• 次に、メッセージを別のモデルに変換します。
• メッセージを小さな部分に分割して消費者に送信し、回答を収集して 1 つのメッセージに変換してユーザーに送り返します。
• サードパーティのストレージを使用してメッセージを追加または保存します。
• Web サービスを使用して必要なデータをフェッチする
• メッセージの失敗またはエラーの場合に応答を送信します。
• パブリッシュ/サブスクライブ パターンを使用して、コンテンツとトピックに基づいてメッセージをルーティングします。

メッセージ ブローカを使用する利点

ネットワークでメッセージ ブローカーを使用する利点は次のとおりです。

• プロデューサとコンシューマは、相手がオンラインかどうかに関係なくメッセージを交換できます。 メッセージ ブローカーは、コンシューマがアクティブになるたびにメッセージを配信します。
• メッセージ ブローカーはあらゆる状況でのメッセージ配信を保証し、確認メカニズムは配信についてプロデューサーに報告するため、このテクノロジは耐久性と持続性に優れています。
• 非同期処理により、多くのシステム リソースを必要とするタスクが別のプロセスに委ねられます。 これにより、アプリケーションが高速化され、ユーザー エクスペリエンスが向上します。
• メッセージ ブローカは、障害のために配信されなかったメッセージを再配信します。 再送信は、すぐに試行されるか、後である時点で試行されます。 何度も試行してもメッセージが配信されない場合、メッセージはプロデューサーに再ルーティングされます。

以下に、最新のアプリ間の通信を容易にするために選択できる一般的なメッセージ ブローカーをまとめました。

メンフィス

Memphis は、開発者がアプリ内ストリーミングのユースケースで採用するために特別に構築されたオープンソースのメッセージ ブローカーです。 簡単にデプロイでき、データ駆動型アプリを数秒でスケーリングできます。

開発者は、ユーザーが他のメッセージ ブローカーや Memphis から提供される利点を確実に利用できるようにしました。 このメッセージ ブローカーは NATS コアの機能を利用して、自動最適化技術、スキーマ管理、インライン処理、およびトラブルシューティング機能を提供します。

このコミュニティ主導のメッセージ ブローカーは、優れたパフォーマンスを提供するために完全に最適化されたユーザー フレンドリーなインターフェイスを備えています。 Memphis には、Node.JS、Go、Python、Typescript、および NestJS 用の CLI と SDK が装備されているため、開発者はプラットフォームにメッセージ ブローカー機能を統合できます。

未処理のメッセージを通知する自動メッセージ再送信機能を備えた配信不能キュー機能を提供します。

メンフィスの主な特徴:

• Kubernetes 上で実行され、スケーリング、アップグレード、再起動などのための完全なハードウェア抽象化をサポートします。
• すべてのメッセージのデータ ジャーニーにアクセスすることで、未使用のメッセージのトラブルシューティングを簡単に行うことができます。
• 直感的な UI と CLI は、データ エンジニアがエラーをリアルタイムでトラブルシューティングするのに便利です。
• 独自のスキーマ管理とインライン変換機能が含まれています。

RabbitMQ

2007 年にリリースされた RabbitMQ は、最高のメッセージ ブローカーの 1 つであり、世界中の何千人ものユーザーがメッセージ仲介者として広く使用しています。 Erlang プログラミング言語で書かれており、信じられないほど軽量で、クラウドとオンプレミスの両方のセットアップにインストールできます。

RabbitMQ は信頼性が高く直感的であり、そのユーザー フレンドリーなインターフェイスにより、アプリケーションはメッセージを交換し、メッセージ ブローカーを簡単に制御できます。 この強力なメッセージ ブローカーは、多くの開発者プラットフォームと互換性があり、多くのメッセージ プロトコルをサポートしています。 大規模な要件に対応するために、分散およびフェデレーション構成で簡単に展開できます。

メッセージ ブローカーは相互運用性があり、複数のオペレーティング システム、クラウドベースのプラットフォーム、および開発者ツールで動作します。 サポートされている主な言語は、Java、.NET、PHP、Python、JavaScript、Ruby、および Go です。 さまざまな機能があり、他のシステムとの統合と相互作用を容易にするプラグインをサポートしています。

オープンソースのメッセージ ブローカーであるため、RabbitMQ は完全に無料です。 別の商用リリースもサブスクリプション料金で利用できます。

アパッチ・カフカ

次に、Apache Kafka があります。これは、他のメッセージング ブローカーよりも優れたスループット、組み込みのパーティショニング、レプリケーション、およびフォールト トレランスを提供する堅牢なメッセージ ブローカーです。 Kafka は、TCP プロトコルを使用する分散システム技術を使用して、クライアントとサーバー間の通信を可能にします。

これにより、高速なパフォーマンスが保証され、Kafka は大規模なメッセージ処理アプリケーションの通信ニーズを満たす理想的なソリューションになります。

Apache Kafka は、オンプレミスとクラウドベースのシステムの両方にデプロイでき、ベアメタル、仮想マシン、コンテナーで問題なく動作します。 通常、処理とデータ プロデューサーを分離する必要がある場合や、未配信のメッセージをバッファリングする必要がある場合、および同様のシナリオで使用されます。

このオープンソースのメッセージ ブローカーは、当初、Web サイトのアクティビティを追跡し、広範なデータを保存するために構築されました。 分散型のフォールト トレラントなクラスターに大量のデータを保存できるため、大規模なテクノロジー企業にとって最適な選択肢となります。 Kafka Message Broker は、高速な運用シナリオで必要なリアルタイムのイベント ストリーミング、パイプライン処理、およびデータ再生を巧みに管理できます。

アパッチ アクティブMQ

Java をベースとする Apache ActiveMQ は、セットアップとメンテナンスをユーザーに代わって管理できるオープンソースのメッセージ ブローカーであり、ユーザーの作業負荷を軽減します。

業界で使用されているすべての主要な標準プロトコルをサポートし、一般的な AMQP プロトコルを使用して複数のプラットフォームとシームレスに統合できます。

同様に、STOMP プロトコルは WebSocket を介した Web アプリケーション間のメッセージ交換を容易にし、MQTT プロトコルは IoT デバイス間のメッセージ交換を可能にします。

JavaScript、C、C++、Python、.Net など、さまざまな言語で構築された多数のクロス言語プラットフォームおよびクライアントと互換性があります。

メッセージ グループ、複合キュー、クラスタリングなどの高度な機能をサポートしています。 ActiveMQ は、さまざまなメッセージング ユース ケースにすばやく実装できる柔軟性と汎用性に優れています。

ActiveMQ には、「クラシック」ブローカーと Artemis として知られる高度なバージョンの 2 つのバリアントがあります。

Classic ActiveMQ は、無限のプラグ可能なアーキテクチャ上に構築されており、数世代のメッセージング アプリと互換性があります。 一方、ActiveMQ の高度なバージョンである Artemis は、新世代のアプリが要求する高性能を実現するためのノンブロッキング アーキテクチャを誇示します。

WSO2

WSO2 は、分散環境でメッセージ ブローキング機能を提供することを目的として作成された、チェックする価値のある次のメッセージ ブローカーです。

非常に軽量で使いやすいこのメッセージ ブローカーには、高可用性を確保し、クラスター内のサーバーを拡張する連続可用性モードが装備されているため、単一障害点の可能性が最小限に抑えられます。

オープン ソース テクノロジは、複数のキュー、サブスクライバー、およびメッセージを効率的に管理して、永続的なメッセージングを容易にします。

WSO2 は、IoT でエンタープライズ メッセージング機能を提供する軽量のマシン ツー マシン ネットワーク プロトコルである MQTT など、複数のプロトコルをサポートしています。

リモート デバイスとブローカーをブリッジし、毎秒数万の同時イベントを生成できるマシン ツー マシン (M2M) 通信を可能にします。 WSO2 は、単一ノードの実行機能をクラスタ展開に提供する柔軟な展開モデルで動作します。

WSO2 の注目すべき機能は次のとおりです。

• JMS v1.0 および v1.1 API をサポート
• 一連の規格に準拠しています。
• Advanced Message Queuing Protocol (AMQP) v0.91 および MQTT プロトコルをサポートし、すべての QoS レベルとメッセージを保持します。
• Java、.Net、C、C++、PHP、Ruby、Erlang など、多くの言語/プラットフォームをサポートしています。

ゼロMQ

最後に、アプリケーションが実行されている言語やプラットフォームに関係なく、アプリケーション間の高速接続を提供する洗練されたメッセージ ブローカーである ZeroMQ があります。

これは、メッセージング ライブラリにロードされた非同期入出力エンジンで構成され、送信側と受信側の間に多対多の関係を確立します。

インプロセス、インタープロセス、TCP、マルチキャスト、TIPC、IPC、UDP などの多数のトランスポート チャネルを使用して、WebSocket を介してあるアプリケーションから別のアプリケーションにメッセージを送信します。

ZeroMQ には、標準の分散メッセージング システムに存在するすべての機能が装備されており、相互接続可能なソケットを介してメッセージを送信します。ソケットは、pub-sub、要求-応答、タスク分散、ファンアウトなどのさまざまなパターンで配置できます。

ZeroMQ は高度なカスタマイズを可能にして、さまざまなユース ケースの固有の要求に対応し、複数のメッセージング パターンと言語実装をサポートします。

C、C++、C#、Java、Python、Ruby、Perl などのさまざまなプログラミング言語と互換性があります。

メッセージ ブローカーは非常に高速でオープン ソースであり、軽量のメッセージング ライブラリを備えているため、非同期入出力エンジンでも非常に優れたパフォーマンスを発揮します。

まとめ

これで、システムにメッセージ ブローカーを展開することで、全体的な通信アーキテクチャを大幅に改善できるという明確なアイデアが得られました。 信頼できるメッセージ ブローカー ベンダーはたくさんありますが、市場を席巻している最も人気のあるメッセージ ブローカーをリストにしました。

組織のデータ管理のニーズを満たし、アプリ間でメッセージを配信できると思われるメッセージ ブローカーを使用できます。

ユーザーにメッセージを送信するのに最適な SMS API を調べることもできます。