NATS_01：NATS基礎介紹

一、介紹

NATS(Message bus): 從CloudFoundry的總架構圖看，位於各模塊中心位置的是一個叫nats的組件。NATS是由CloudFoundry的架構師Derek開發的一個開源的、輕量級、高性能的，支持發佈、訂閱機制的分佈式消息隊列系統。它的核心基於EventMachine開發，代碼量很少，能夠下載下來慢慢研究。其核心原理就是基於消息發佈訂閱機制。每一個臺服務 器上的每一個模塊會根據本身的消息類別，向MessageBus發佈多個消息主題；而同時也向本身須要交互的模塊，按照須要的信息內容的消息主題訂閱消息。 NATS原來是使用Ruby編寫，能夠實現每秒150k消息，後來使用Go語言重寫，可以達到每秒8-11百萬個消息，整個程序很小隻有3M Docker image，它不支持持久化消息，若是你離線，你就不能得到消息。

NATS適合雲基礎設施的消息通訊系統、IoT設備消息通訊和微服務架構。Apcera團隊負責維護NATS服務器（Golang語言開發）和客戶端（包括Go、Python、Ruby、Node.js、Elixir、Java、Nginx、C和C#），開源社區也貢獻了一些客戶端庫，包括Rust、PHP、Lua等語言的庫。目前已經採用了NATS系統的公司有：愛立信、HTC、百度、西門子、VMware。

市面上常見到的和Nats功能相似的消息通訊系統有：

ActiveMQ（Java編寫）、KafKa（Scala編寫）、RabbitMq（Erlang編寫）、Nats（以前是Ruby編寫現已修改成Go）、Redis（C語言編寫）、Kestrel（Scala編寫不經常使用）、NSQ（Go語言編寫），這些消息通訊系統在Broker吞吐量方面的比較：(注：來自做者Derek Collison 對不一樣版本的消息系統進行的比較)

　　

　　按照其官網的說法，NATS是一個開源的、高性能的、簡潔的、靈活的 適用於現代的可靠靈活的雲和分佈式系統的中樞系統。 說的很玄乎，實際上就是一個分佈式的消息隊列系統，支持PubSub/ReqRsp 模型。其最初由Apcera領導開發，並實現了Ruby版本的服務器和客戶端，其主要做者Derek Collison自稱作了20多年的MQ，並經歷過TIBOC、Rendezvous、EMC公司，這裏有他本身的reddit回答。

　　根據github裏面ruby-nats的日誌顯示在11年Derek實現了Ruby版本的NATS服務器以及對應的客戶端。而後在12年底，姑且認爲是13年Derek又用Golang將服務器重寫了一遍，並最終發現其效果更好，因而如今慢慢將Ruby版本的服務器淘汰了，如今官網也只維護一個Golang版本的服務器，也就是咱們這裏的gnatsd。

二、NATS服務器與客戶端

NATS服務器：用Golang語言開發，發行版包括二進制發佈包和Docker鏡像。

NATS客戶端：包含了多種語言的客戶端。

　　官方提供的客戶端

　　　　Go client：　　 https://github.com/nats-io/go-nats

　　　　Node.js client： https://github.com/nats-io/node-nats

　　　　Ruby client：　 https://github.com/nats-io/ruby-nats

　　　　Java client：　  https://github.com/nats-io/jnats

　　　　C client：　　   https://github.com/nats-io/cnats

　　　　C# client：　　 https://github.com/nats-io/csnats

　　　　Nginx C client：https://github.com/nats-io/nginx-nats

　　還有社區提供的客戶端：

　　　　Spring： https://github.com/cloudfoundry-community/java-nats

　　　　Lua：　  https://github.com/DawnAngel/lua-nats

　　　　PHP：    https://github.com/repejota/phpnats

　　　　Python：https://github.com/mcuadros/pynats

　　　　Scala：   https://github.com/tyagihas/scala_nats/

　　　　Haskell：https://github.com/ondrap/nats-queue

對於Golang客戶端API文檔，須要這樣：

1）用 Go 下載 go版本客戶端源碼及使用文檔

　　$ go git https://github.com/nats-io/go-nats.git

2）使用 Go 文檔查看器來查看線上文檔

　　$ godoc -http :8080

 　　3）經過瀏覽器訪問 API 文檔

　　http://localhost:8080/pkg/github.com/nats-io/gnatsd/

 　　注意：經過 Go 下載的項目源碼包，均可以經過這種方式去打開對應的 API 文檔。例如我從網上下載有關 GoWeb 開發的 beego 項目，也能夠經過訪問：http://localhost:8080/pkg/github.com/astaxie/beego/ 來查看對應 beego 的 API 文檔。

三、NATS的設計目標

　　NATS的設計原則是：高性能、可伸縮能力、易於使用，基於這些原則，NATS的設計目標包括： 
　　　　1）高性能（fast） 
　　　　2）一直可用（dial tone） 
　　　　3）極度輕量級（small footprint） 
　　　　4）最多交付一次（fire and forget，消息發送後無論） 
　　　　5）支持多種消息通訊模型和用例場景（flexible）

四、NATS應用場景

　　NATS理想的使用場景有：

　　　　1）尋址、發現 
　　　　2）命令和控制（控制面板） 
　　　　3）負載均衡 
　　　　4）多路可伸縮能力 
　　　　5）定位透明 
　　　　6）容錯

　　NATS設計哲學認爲，高質量的QoS應該在客戶端構建，故只創建了請求-應答，不提供：

　　　　1）持久化 
　　　　2）事務處理 
　　　　3）加強的交付模式 　　　　4）企業級隊列