NATS_01：NATS基础介绍

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1、介绍

NATS(Message bus): 从CloudFoundry的总架构图看，位于各模块中心位置的是一个叫nats的组件。NATS是由CloudFoundry的架构师Derek开发的一个开源的、轻量级、高性能的，支持发布、订阅机制的分布式消息队列系统。它的核心基于EventMachine开发，代码量不多，可以下载下来慢慢研究。其核心原理就是基于消息发布订阅机制。每个台服务器上的每个模块会根据自己的消息类别，向MessageBus发布多个消息主题；而同时也向自己需要交互的模块，按照需要的信息内容的消息主题订阅消息。 NATS原来是使用Ruby编写，可以实现每秒150k消息，后来使用Go语言重写，能够达到每秒8-11百万个消息，整个程序很小只有3M Docker image，它不支持持久化消息，如果你离线，你就不能获得消息。

NATS适合云基础设施的消息通信系统、IoT设备消息通信和微服务架构。Apcera团队负责维护NATS服务器（Golang语言开发）和客户端（包括Go、Python、Ruby、Node.js、Elixir、Java、Nginx、C和C#），开源社区也贡献了一些客户端库，包括Rust、PHP、Lua等语言的库。目前已经采用了NATS系统的公司有：爱立信、HTC、百度、西门子、VMware。

市面上常见到的和Nats功能类似的消息通信系统有：

ActiveMQ（Java编写）、KafKa（Scala编写）、RabbitMq（Erlang编写）、Nats（之前是Ruby编写现已修改为Go）、Redis（C语言编写）、Kestrel（Scala编写不常用）、NSQ（Go语言编写），这些消息通信系统在Broker吞吐量方面的比较：(注：来自作者Derek Collison 对不同版本的消息系统进行的比较)

按照其官网的说法，NATS是一个开源的、高性能的、简洁的、灵活的适用于现代的可靠灵活的云和分布式系统的中枢系统。说的很玄乎，实际上就是一个分布式的消息队列系统，支持PubSub/ReqRsp 模型。其最初由Apcera领导开发，并实现了Ruby版本的服务器和客户端，其主要作者Derek Collison自称做了20多年的MQ，并经历过TIBOC、Rendezvous、EMC公司，这里有他自己的reddit回答。

根据github里面ruby-nats的日志显示在11年Derek实现了Ruby版本的NATS服务器以及对应的客户端。然后在12年末，姑且认为是13年Derek又用Golang将服务器重写了一遍，并最终发现其效果更好，于是现在慢慢将Ruby版本的服务器淘汰了，现在官网也只维护一个Golang版本的服务器，也就是我们这里的gnatsd。

2、NATS服务器与客户端

NATS服务器：用Golang语言开发，发行版包括二进制发布包和Docker镜像。

NATS客户端：包含了多种语言的客户端。

官方提供的客户端

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

还有社区提供的客户端：

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

对于Golang客户端API文档，需要这样：

1）用 Go 下载 go版本客户端源码及使用文档

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

2）使用 Go 文档查看器来查看线上文档

$ godoc -http :8080

3）通过浏览器访问 API 文档

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

注意：通过 Go 下载的项目源码包，都可以通过这种方式去打开对应的 API 文档。例如我从网上下载有关 GoWeb 开发的 beego 项目，也可以通过访问：http://localhost:8080/pkg/github.com/astaxie/beego/ 来查看对应 beego 的 API 文档。

3、NATS的设计目标

NATS的设计原则是：高性能、可伸缩能力、易于使用，基于这些原则，NATS的设计目标包括：
1）高性能（fast）
2）一直可用（dial tone）
3）极度轻量级（small footprint）
4）最多交付一次（fire and forget，消息发送后不管）
5）支持多种消息通信模型和用例场景（flexible）

4、NATS应用场景

NATS理想的使用场景有：

1）寻址、发现
2）命令和控制（控制面板）
3）负载均衡
4）多路可伸缩能力
5）定位透明
6）容错

NATS设计哲学认为，高质量的QoS应该在客户端构建，故只建立了请求-应答，不提供：

1）持久化
2）事务处理
3）增强的交付模式
4）企业级队列