Was ist Pub/Sub?

Pub/Sub ist ein asynchroner und skalierbarer Messaging-Dienst, der Dienste entkoppelt, die Nachrichten von Diensten erstellen, die diese Nachrichten verarbeiten.

Mit Pub/Sub können Dienste asynchron mit Latenzen in der Größenordnung von 100 Millisekunden kommunizieren.

Pub/Sub wird für Streaminganalysen und Pipelines zur Datenintegration verwendet, um Daten aufzunehmen und zu verteilen. Sie eignet sich auch als messingorientierte Middleware für die Dienstintegration oder als Warteschlange zur Parallelisierung von Aufgaben.

Mit Pub/Sub können Sie Systeme für Ereignisersteller und -nutzer erstellen, die als Publisher und Abonnenten bezeichnet werden. Publisher kommunizieren asynchron mit Abonnenten durch Broadcast-Ereignisse und nicht durch synchrone Remote-Prozeduraufrufe (RPCs).

Publisher senden Ereignisse an den Pub/Sub-Dienst, unabhängig davon, wie oder wann diese Ereignisse verarbeitet werden sollen. Pub/Sub sendet dann Ereignisse an alle Dienste, die darauf reagieren. In Systemen, die über RPCs kommunizieren, müssen Publisher warten, bis Abonnenten die Daten erhalten. Die asynchrone Integration in Pub/Sub erhöht jedoch die Flexibilität und Robustheit des Gesamtsystems.

Informationen zum Einstieg in Pub/Sub finden Sie in der Kurzanleitung zur Verwendung der Google Cloud Console. Eine umfassendere Einführung finden Sie unter Pub/Sub-Messaging-System erstellen.

Gängige Anwendungsfälle

  • Nutzerinteraktion und Serverereignisse aufnehmen Wenn Sie Nutzerinteraktionsereignisse aus Endnutzeranwendungen oder Serverereignisse aus Ihrem System verwenden möchten, können Sie sie an Pub/Sub weiterleiten. Anschließend können Sie ein Streamverarbeitungstool wie Dataflow verwenden, das die Ereignisse an Datenbanken übergibt. Beispiele für solche Datenbanken sind BigQuery, Cloud Bigtable und Cloud Storage. Mit Pub/Sub können Sie Ereignisse von vielen Clients gleichzeitig erfassen.

  • Ereignisverteilung in Echtzeit. Unverarbeitete oder verarbeitete Ereignisse können in Ihrem Team und Ihrer Organisation mehreren Anwendungen zur Echtzeitverarbeitung zur Verfügung gestellt werden. Pub/Sub unterstützt einen „Enterprise-Ereignisbus“ und ereignisgesteuerte Anwendungsdesignmuster. Pub/Sub ermöglicht die Einbindung in viele Google-Systeme, die Ereignisse in Pub/Sub exportieren.

  • Daten zwischen Datenbanken replizieren. Pub/Sub wird häufig verwendet, um Änderungsereignisse aus Datenbanken zu verteilen. Diese Ereignisse können verwendet werden, um eine Ansicht des Datenbankstatus und -verlaufs in BigQuery und anderen Datenspeichersystemen zu erstellen.

  • Parallele Verarbeitung und Workflows Sie können viele Aufgaben effizient auf mehrere Worker verteilen. Verwenden Sie dazu Pub/Sub-Nachrichten, um eine Verbindung zu Cloud Functions herzustellen. Beispiele für solche Aufgaben sind das Komprimieren von Textdateien, das Senden von E-Mail-Benachrichtigungen, das Bewerten von KI-Modellen und das Neuformatieren von Bildern.

  • Ereignisbus für Unternehmen Sie können einen unternehmensweiten Echtzeit-Datenfreigabebus erstellen, der Geschäftsereignisse, Datenbankupdates und Analyseereignisse in Ihrer Organisation verteilt.

  • Datenstreaming von Anwendungen, Diensten oder IoT-Geräten Eine SaaS-Anwendung kann beispielsweise einen Echtzeitfeed von Ereignissen veröffentlichen. Ein Wohnsensor kann Daten über eine Dataflow-Pipeline an Pub/Sub streamen, um sie in anderen Google Cloud-Produkten zu verwenden.

  • Verteilte Cache-Speicher aktualisieren. Eine Anwendung kann beispielsweise Entwertungsereignisse veröffentlichen, um die IDs von geänderten Objekten zu aktualisieren.

  • Load-Balancing für Zuverlässigkeit. Zum Beispiel können Instanzen eines Dienstes in Compute Engine in mehreren Zonen bereitgestellt werden, aber ein gemeinsames Thema abonnieren. Wenn der Dienst in einer Zone ausfällt, können die anderen die Last automatisch übernehmen.

Arten von Pub/Sub-Diensten

Pub/Sub besteht aus zwei Diensten:

  • Pub/Sub-Dienst: Dieser Messaging-Dienst ist für die meisten Nutzer und Anwendungen die Standardauswahl. Sie bietet die höchste Zuverlässigkeit und die größte Anzahl an Integrationen sowie eine automatische Kapazitätsverwaltung. Pub/Sub garantiert die synchrone Replikation aller Daten in mindestens zwei Zonen und die Replikation auf Best-Effort-Basis in eine dritte zusätzliche Zone.

  • Pub/Sub Lite-Dienst Ein separater, aber ähnlicher Messaging-Dienst, der zu geringeren Kosten entwickelt wurde. Sie bietet im Vergleich zu Pub/Sub eine geringere Zuverlässigkeit. Sie bietet zonalen oder regionalen Themenspeicher. Zonale Lite-Themen werden nur in einer Zone gespeichert. Regionale Lite-Themen replizieren Daten asynchron in eine zweite Zone. Außerdem müssen Sie für Pub/Sub Lite die Speicher- und Durchsatzkapazität vorab bereitstellen und verwalten. Ziehen Sie Pub/Sub Lite nur für Anwendungen in Betracht, bei denen eine niedrige Kosten eine gewisse operative Arbeit und eine geringere Zuverlässigkeit rechtfertigt.

Weitere Informationen zu den Unterschieden zwischen Pub/Sub und Pub/Sub Lite finden Sie unter Pub/Sub oder Pub/Sub Lite auswählen.

Pub/Sub mit anderen Messaging-Technologien vergleichen

Pub/Sub kombiniert die horizontale Skalierbarkeit von Apache Kafka und Pulsar mit Funktionen in traditioneller Messaging-Middleware wie Apache ActiveMQ und RabbitMQ. Beispiele für solche Funktionen sind Warteschlangen für unzustellbare Nachrichten und Filter.

Pub/Sub nutzt Messaging-Middleware außerdem für die Nachrichtenparallelität anstelle von partitionsbasierter Nachrichtenübermittlung. Pub/Sub „Lease“ einzelner Nachrichten an Abonnentenclients und verfolgt dann, ob eine bestimmte Nachricht erfolgreich verarbeitet wurde.

Im Gegensatz dazu verwenden andere horizontal skalierbare Nachrichtensysteme Partitionen für die horizontale Skalierung. Dadurch werden Abonnenten gezwungen, Nachrichten in jeder Partition der Reihe nach zu verarbeiten. Die Anzahl der gleichzeitigen Clients wird auf die Anzahl der Partitionen begrenzt. Die Verarbeitung pro Nachricht maximiert die Parallelität von Abonnentenanwendungen und sorgt für die Unabhängigkeit von Publishern/Abonnenten.

Dienst-zu-Dienst- und Dienst-zu-Client-Kommunikation vergleichen

Pub/Sub ist für die Dienst-zu-Dienst-Kommunikation gedacht und nicht für die Kommunikation mit Endnutzer- oder IoT-Clients. Andere Muster werden von anderen Produkten besser unterstützt:

Sie können eine Kombination dieser Dienste verwenden, um folgende Muster zu erstellen: Client -> Dienste -> Datenbank. Weitere Informationen finden Sie beispielsweise in der Anleitung Pub/Sub-Nachrichten über WebSockets streamen.

Integrationen

Pub/Sub bietet viele Integrationen in andere Google Cloud-Produkte, um ein Nachrichtensystem mit komplettem Funktionsumfang zu erstellen:

  • Streamverarbeitung und Datenintegration Unterstützt von Dataflow, einschließlich Dataflow-Vorlagen und SQL, die die Verarbeitung und Datenintegration in BigQuery und Data Lakes in Cloud Storage ermöglichen Dataflow-Vorlagen zum Verschieben von Daten aus Pub/Sub in Cloud Storage, BigQuery und andere Produkte sind in der Benutzeroberfläche von Pub/Sub und Dataflow in der Google Cloud Console verfügbar. Die Integration in Apache Spark ist auch verfügbar, insbesondere, wenn die Verwaltung mit Dataproc erfolgt. Die visuelle Zusammensetzung von Integrations- und Verarbeitungspipelines, die auf Spark und Dataproc ausgeführt werden, kann mit Data Fusion erreicht werden.
  • Monitoring, Benachrichtigungen und Logging. Wird von Monitoring- und Logging-Produkten unterstützt.
  • Authentifizierung und IAM. Pub/Sub basiert auf einer standardmäßigen OAuth-Authentifizierung, die von anderen Google Cloud-Produkten verwendet wird, und unterstützt detailliertes IAM, um die Zugriffssteuerung für einzelne Ressourcen zu ermöglichen.
  • APIs: Pub/Sub verwendet standardmäßige gRPC- und REST-Dienst-API-Technologien zusammen mit Clientbibliotheken für mehrere Sprachen.
  • Trigger, Benachrichtigungen und Webhooks: Pub/Sub bietet eine Push-basierte Zustellung von Nachrichten als HTTP-POST-Anfragen an Webhooks. Sie können die Workflowautomatisierung mit Cloud Functions oder anderen serverlosen Produkten implementieren.
  • Orchestrierung. Pub/Sub kann deklarativ in mehrstufige serverlose Workflows eingebunden werden. Big Data und Analyseorchestrierung werden häufig mit Cloud Composer durchgeführt, das Pub/Sub-Trigger unterstützt. Sie können Pub/Sub auch in die Integrationsintegration (Preview) einbinden, eine Integrationsplattform (Platform-as-a-Service) Die Anwendungsintegration bietet einen Pub/Sub-Trigger, mit dem Integrationen ausgelöst oder gestartet werden können.
  • Integrations-Connectors (Vorschau) Über diese Connectors können Sie Verbindungen zu verschiedenen Datenquellen herstellen. Mit Connectors werden Ihre Google Cloud-Dienste sowie Geschäftsanwendungen von Drittanbietern über eine transparente Standardschnittstelle für Ihre Integrationen bereitgestellt. Für Pub/Sub können Sie eine Pub/Sub-Verbindung für Ihre Integrationen erstellen.

Wichtige Konzepte

  • Thema: Eine benannte Ressource, an die Nachrichten von Publishern gesendet werden.
  • Abo: Eine benannte Ressource, die für den Nachrichtenfluss von einem einzelnen, bestimmten Thema steht, der an die abonnierende Anwendung gesendet werden soll. Weitere Informationen zu Abos und zur Semantik der Nachrichtenzustellung finden Sie im Abonnentenleitfaden.
  • Nachricht: Die Kombination von Daten und (optionalen) Attributen, die ein Publisher an ein Thema sendet und die schließlich für Abonnenten bereitgestellt wird.
  • Nachrichtenattribut: Ein Schlüssel/Wert-Paar, das ein Publisher für eine Nachricht definieren kann. Beispielsweise könnten der Schlüssel iana.org/language_tag und der Wert en zu Nachrichten hinzugefügt werden, um sie für einen englischsprachigen Abonnenten als lesbar zu markieren.
  • Publisher Eine Anwendung, die Nachrichten zu einem oder mehreren Themen erstellt und sendet.
  • Abonnent: Eine Anwendung mit einem Abo für ein oder mehrere Themen, um Nachrichten von diesem zu erhalten.
  • Danksagung Ein Signal, das von einem Abonnenten an Pub/Sub gesendet wird, nachdem er eine Nachricht empfangen hat. Bestätigte Nachrichten werden aus der Warteschlange der Abonachrichten entfernt.
  • Drücken und ziehen Die beiden Methoden der Nachrichtenzustellung. Ein Abonnent empfängt Nachrichten entweder durch Pub/Sub, die sie an den vom Abonnenten ausgewählten Endpunkt übertragen, oder durch den Abonnenten, der sie vom Dienst abruft.

Publisher-Abonnenten-Beziehungen können 1:n-Beziehungen (Fan-Out), n:1-Beziehungen (Fan-in) und n:n-Beziehungen sein, wie im folgenden Diagramm dargestellt:

Publisher-Abonnenten-Beziehungen

Das folgende Diagramm zeigt, wie eine Nachricht von einem Publisher an einen Abonnenten übergeben wird. Bei der Push-Zustellung ist die Bestätigung implizit in der Antwort auf die Push-Anfrage enthalten, während sie für die Pull-Zustellung einen separaten RPC erfordert.

Nachrichtenlebenszyklus

Nächste Schritte