Aujourd’hui, la complexité des applications ne cesse de croître, imposant aux développeurs de gérer des processus toujours plus gourmands en temps et en ressources.
La communication entre différents services et le traitement de volumes importants de données représentent des défis quotidiens pour les développeurs. Heureusement, de nouvelles technologies et outils émergent pour simplifier ces tâches, et les courtiers de messages en font partie.
Ces outils permettent aux solutions réseau d’échanger des informations et de communiquer de manière efficace. Découvrons ensemble cette technologie innovante.
Qu’est-ce qu’un courtier de messages ?
Un courtier de messages est un logiciel facilitant le transfert de messages entre les services et applications pour favoriser la communication et le partage de données. Il constitue un mécanisme d’intégration commun, essentiel pour les architectures cloud natives, sans serveur, basées sur des microservices et hybrides.
Le courtier de messages assure la conversion des messages entre différents protocoles de messagerie, permettant ainsi à des services interdépendants de communiquer instantanément, quelles que soient leurs différences de langage de programmation.
Comment les courtiers de messages fonctionnent-ils ?
Les courtiers de messages gèrent la sécurité, l’archivage, le routage et la distribution des messages vers les destinataires appropriés. Ils agissent comme des ponts entre diverses applications, autorisant les expéditeurs à envoyer des messages sans avoir à connaître l’emplacement, l’état d’activité ou le nombre de leurs destinataires.
Ces courtiers reposent généralement sur une « file d’attente de messages » pour garantir un stockage fiable et une livraison sécurisée. Cette file stocke et indexe les messages jusqu’à ce que les applications consommatrices puissent les traiter. Les messages sont conservés dans l’ordre d’arrivée et y restent jusqu’à ce que leur réception soit confirmée.
Pour mieux saisir le fonctionnement des courtiers de messages, examinons certains de leurs concepts clés :
- Le producteur est une interface qui communique directement avec le courtier pour envoyer les messages à distribuer.
- Le consommateur est l’entité destinataire du message, qui demande des données au courtier. On peut également l’appeler abonné.
- La file d’attente ou le sujet est une structure de données utilisée par les courtiers pour stocker les messages, fonctionnant selon le principe FIFO (premier entré, premier sorti). On peut l’assimiler à un dossier sur un ordinateur.
- L’échangeur, enfin, est une entité logique qui gère les files d’attente et organise les messages en groupes, permettant aux consommateurs d’échanger des informations.
La communication via l’échange de messages par l’intermédiaire de courtiers se base sur deux modèles de messagerie distincts : la messagerie point à point et la messagerie de publication/abonnement.
Messagerie point à point : ce modèle de distribution utilisé dans les files d’attente de messages associe l’expéditeur et le destinataire de chaque message de manière individuelle. Chaque message de la file n’est lu qu’une seule fois et est délivré à un unique destinataire.
Ce modèle est utilisé dans des situations comme la gestion de la paie ou le traitement de transactions financières, où il est crucial de s’assurer que chaque paiement n’est effectué qu’une seule fois. Si le consommateur est hors ligne, le courtier stocke le message dans la file d’attente et le délivre ultérieurement.
Messagerie Publication/Abonnement : dans ce modèle, le producteur ignore complètement qui sera le consommateur du message. Il publie des messages relatifs à un sujet, et toutes les applications qui y sont abonnées reçoivent tous les messages publiés.
La relation entre producteur et consommateur est de un à plusieurs. Ce modèle est souvent utilisé dans les systèmes basés sur une architecture pilotée par les événements, où les applications n’ont aucune dépendance entre elles.
Voici le cycle de vie d’une transmission de message via un courtier :
- Le cycle commence par l’envoi de messages vers une ou plusieurs destinations.
- Les messages sont ensuite convertis vers un format différent.
- Ils sont divisés en parties plus petites, envoyés au consommateur, puis les réponses sont collectées et transformées en un seul message à retourner à l’utilisateur.
- Un stockage tiers peut être utilisé pour ajouter ou stocker un message.
- Les données requises sont récupérées via des services web.
- Des réponses sont envoyées en cas d’échec ou d’erreur.
- Enfin, le modèle de publication-abonnement est utilisé pour acheminer les messages en fonction de leur contenu et de leur sujet.
Avantages de l’utilisation des courtiers de messages
Voici les principaux avantages de l’utilisation de courtiers de messages dans un réseau :
- Le producteur et le consommateur peuvent échanger des messages même si l’un ou l’autre n’est pas en ligne. Le courtier délivrera le message dès que le consommateur sera actif.
- Les courtiers garantissent la livraison des messages dans toutes les situations. Le mécanisme d’accusé de réception permet au producteur de suivre la bonne réception, assurant ainsi une grande fiabilité et persistance.
- Le traitement asynchrone permet de confier les tâches gourmandes en ressources à des processus différents, accélérant ainsi l’application et améliorant l’expérience utilisateur.
- Les courtiers redistribuent les messages non délivrés en cas d’échec. Plusieurs tentatives de renvoi peuvent être effectuées. Si le message ne peut toujours pas être délivré, il est renvoyé au producteur.
Découvrons maintenant quelques-uns des courtiers de messages les plus populaires pour faciliter la communication entre les applications modernes.
Memphis
Memphis est un courtier de messages open source, spécialement conçu pour les développeurs travaillant sur des cas d’utilisation de streaming in-app. Il est facile à déployer et permet de faire évoluer votre application basée sur les données en quelques secondes.
Les développeurs ont veillé à ce que les utilisateurs puissent profiter des avantages offerts par d’autres courtiers de messages tout en bénéficiant de fonctionnalités supplémentaires. Ce courtier utilise les capacités du noyau NATS pour offrir des techniques d’optimisation automatique, une gestion de schéma, un traitement en ligne et des fonctions de dépannage.
Ce courtier de messages axé sur la communauté offre une interface conviviale et optimisée pour des performances exceptionnelles. Il est fourni avec des CLI et des SDK pour Node.JS, Go, Python, Typescript et NestJS, permettant aux développeurs d’intégrer facilement ses fonctionnalités dans leur plateforme.
Il propose également une fonction de file d’attente de lettres mortes avec retransmission automatique des messages pour notifier les messages non traités.
Principales caractéristiques de Memphis :
- Fonctionne sur Kubernetes pour une abstraction matérielle complète pour la mise à l’échelle, la mise à niveau, le redémarrage, etc.
- Dépannage aisé des messages non consommés grâce à l’accès au parcours des données de chaque message.
- Interface utilisateur et CLI intuitives pour faciliter la résolution des erreurs en temps réel par les ingénieurs de données.
- Gestion de schéma unique et capacités de transformation en ligne.
RabbitMQ
Lancé en 2007, RabbitMQ est l’un des courtiers de messages les plus populaires, utilisé par des milliers d’utilisateurs dans le monde. Écrit en Erlang, il est incroyablement léger et peut être installé dans des environnements cloud ou sur site.
RabbitMQ est très fiable et facile à utiliser, son interface conviviale permettant aux applications d’échanger des messages et de contrôler le courtier de messages facilement. Il est compatible avec de nombreuses plateformes de développement et prend en charge divers protocoles de messages. Il peut être déployé dans des configurations distribuées et fédérées pour répondre aux exigences à grande échelle.
Ce courtier de messages interopérable fonctionne sur plusieurs systèmes d’exploitation, plateformes cloud et outils de développement. Les principaux langages pris en charge sont Java, .NET, PHP, Python, JavaScript, Ruby et Go. Il propose de nombreuses fonctionnalités et prend en charge des plugins facilitant l’intégration avec d’autres systèmes.
RabbitMQ est un courtier de messages open source et donc entièrement gratuit. Une version commerciale est également disponible moyennant un abonnement.
Apache Kafka
Apache Kafka est un courtier de messages robuste offrant un débit élevé, un partitionnement intégré, une réplication et une tolérance aux pannes supérieurs à ceux des autres courtiers. Il utilise une architecture distribuée basée sur le protocole TCP pour permettre la communication entre les clients et les serveurs.
Cela garantit des performances rapides, faisant de Kafka une solution idéale pour les besoins de communication des applications de traitement de messages volumineux.
Apache Kafka peut être déployé sur des systèmes sur site ou dans le cloud, et il fonctionne parfaitement sur du métal nu, des machines virtuelles et des conteneurs. Il est généralement utilisé pour isoler les producteurs du traitement et des données, pour mettre en mémoire tampon les messages non remis, et dans des scénarios similaires.
Ce courtier de messages open source a été initialement conçu pour suivre l’activité des sites web et stocker de grandes quantités de données. Sa capacité à stocker de gros volumes de données dans un cluster distribué et tolérant aux pannes en fait le choix idéal pour les grandes entreprises technologiques. Kafka Message Broker peut gérer habilement le streaming d’événements en temps réel, le pipelining et la relecture des données nécessaires dans les scénarios d’exploitation rapides.
Apache ActiveMQ
Basé sur Java, Apache ActiveMQ est un courtier de messages open source capable d’administrer la configuration et la maintenance à votre place, réduisant ainsi votre charge de travail.
Il prend en charge tous les principaux protocoles standard utilisés dans l’industrie et permet une intégration transparente avec de nombreuses plateformes grâce au protocole AMQP.
Le protocole STOMP facilite l’échange de messages entre les applications web via WebSockets, et le protocole MQTT permet l’échange de messages entre les appareils IoT.
Il est compatible avec de nombreuses plateformes et clients multilingues développés dans divers langages, notamment JavaScript, C, C++, Python, .Net, etc.
Il prend en charge des fonctionnalités avancées comme les groupes de messages, les files d’attente combinées et le clustering, pour n’en citer que quelques-unes. ActiveMQ est hautement flexible et suffisamment polyvalent pour une implémentation rapide dans différents cas d’utilisation.
ActiveMQ est disponible en deux variantes : le courtier « classique » et la version avancée nommée Artemis.
ActiveMQ classique est basé sur une architecture enfichable et est compatible avec plusieurs générations d’applications de messagerie. Artemis, la version avancée, offre une architecture non bloquante pour répondre aux exigences de performance des applications de nouvelle génération.
WSO2
WSO2 est un autre courtier de messages intéressant, conçu pour offrir des capacités de courtage de messages dans un environnement distribué.
Extrêmement léger et facile à utiliser, ce courtier est équipé d’un mode de disponibilité continue qui assure une haute disponibilité et étend les serveurs au sein du cluster, minimisant ainsi le risque de point de défaillance unique.
Cette technologie open source gère efficacement plusieurs files d’attente, abonnés et messages pour faciliter la messagerie persistante.
WSO2 prend en charge de nombreux protocoles, dont MQTT, un protocole réseau léger de machine à machine offrant des fonctionnalités de messagerie d’entreprise dans l’IoT.
Il relie les appareils distants aux courtiers, permettant les communications machine à machine (M2M) qui peuvent générer des dizaines de milliers d’événements simultanés par seconde. WSO2 fonctionne avec un modèle de déploiement flexible offrant des fonctionnalités d’exécution à nœud unique pour les déploiements en cluster.
Les caractéristiques notables de WSO2 incluent :
- Prise en charge des API JMS v1.0 et v1.1
- Conformité à l’ensemble des normes
- Prise en charge du protocole Advanced Message Queuing Protocol (AMQP) v0.91 et du protocole MQTT pour tous les niveaux de QoS et la messagerie conservée.
- Prise en charge de nombreux langages/plateformes, notamment Java, .Net, C, C++, PHP, Ruby, Erlang, etc.
ZeroMQ
Enfin, nous avons ZeroMQ, un courtier de messages sophistiqué offrant des connexions haut débit entre les applications, indépendamment du langage et de la plateforme sur lesquels elles fonctionnent.
Il est composé de moteurs d’entrée-sortie asynchrones chargés sur des bibliothèques de messagerie, et établit une relation plusieurs à plusieurs entre l’expéditeur et le destinataire.
Il transmet des messages d’une application à l’autre via WebSockets, en utilisant divers canaux de transport tels que in-process, inter-process, TCP, multicast, TIPC, IPC et UDP.
ZeroMQ offre toutes les fonctionnalités d’un système de messagerie distribué standard, et envoie les messages via des sockets interconnectables pouvant être organisés selon différents modèles : publication-abonnement, requête-réponse, distribution de tâches et flux sortant.
ZeroMQ permet un haut degré de personnalisation pour répondre aux demandes uniques de divers cas d’utilisation, et prend en charge plusieurs modèles de messagerie et implémentations de langage.
Il est compatible avec différents langages de programmation, notamment C, C++, C#, Java, Python, Ruby et Perl.
Ce courtier de messages, extrêmement rapide et open source, possède une bibliothèque de messagerie légère lui permettant de fonctionner efficacement même avec des moteurs d’entrée-sortie asynchrones.
En résumé
Nous avons maintenant une idée assez claire de la façon dont le déploiement de courtiers de messages dans un système peut grandement améliorer l’architecture de communication globale. Il existe de nombreux fournisseurs de courtiers de messages fiables, et nous avons listé les plus populaires sur le marché.
Vous pouvez utiliser n’importe quel courtier de messages que vous jugez capable de répondre aux besoins de gestion des données de votre organisation et d’aider à distribuer les messages entre vos applications.
Vous pouvez également explorer la meilleure API SMS pour envoyer des messages à vos utilisateurs.