O que é o Pub/Sub?

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O Pub/Sub é um serviço de mensagens assíncrono e escalonável que separa os serviços que produzem mensagens dos serviços que processam essas mensagens.

O Pub/Sub permite que os serviços se comuniquem de forma assíncrona, com latências de 100 milissegundos.

O Pub/Sub é usado na análise de streaming e em pipelines de integração para processar e distribuir dados. Isso é igualmente eficaz como um middleware orientado a mensagens para integração de serviços ou como uma fila para carregar tarefas em paralelo.

Com o Pub/Sub, é possível criar sistemas de produtores e consumidores de eventos, chamados de editores e assinantes. Os editores se comunicam com os assinantes de forma assíncrona transmitindo eventos, em vez de realizar chamadas de procedimento remoto (RPCs) síncronas.

Os editores enviam eventos para o serviço Pub/Sub, sem considerar como ou quando esses eventos precisam ser processados. Em seguida, o Pub/Sub fornece eventos para todos os serviços que reagem a eles. Em sistemas que se comunicam por meio de RPCs, os editores precisam aguardar que os assinantes recebam os dados. No entanto, a integração assíncrona no Pub/Sub aumenta a flexibilidade e a robustez do sistema geral.

Para começar a usar o Pub/Sub, confira o Guia de início rápido para uso do console do Google Cloud. Para ver uma introdução mais completa, consulte Como criar um sistema de mensagens do Pub/Sub.

Casos de uso comuns

  • Ingestão de interações do usuário e eventos do servidor Para usar os eventos de interação do usuário de apps do usuário final ou eventos de servidor do sistema, encaminhe-os para o Pub/Sub. Em seguida, é possível usar uma ferramenta de processamento de stream, como o Dataflow, que entrega os eventos aos bancos de dados. O BigQuery, o Cloud Bigtable e o Cloud Storage são exemplos desses bancos de dados. O Pub/Sub permite coletar eventos de muitos clientes simultaneamente.

  • Distribuição de eventos em tempo real. Eventos, brutos ou processados, podem ser disponibilizados a vários aplicativos em sua equipe e organização para processamento em tempo real. O Pub/Sub dá suporte a um "ônibus empresarial" e a padrões de design de aplicativos orientados a eventos. O Pub/Sub permite a integração com muitos sistemas do Google que exportam eventos para o Pub/Sub.

  • Replicação de dados entre bancos de dados. O Pub/Sub é normalmente usado para distribuir eventos de alteração de bancos de dados. Esses eventos podem ser usados para criar uma visualização do estado do banco de dados e do histórico do estado no BigQuery e outros sistemas de armazenamento de dados.

  • Processamento e fluxos de trabalho paralelos. É possível distribuir com eficiência muitas tarefas entre vários workers usando mensagens do Pub/Sub para se conectar ao Cloud Functions. Exemplos desse tipo de tarefa são compactar arquivos de texto, enviar notificações por e-mail, avaliar modelos de IA e reformatar imagens.

  • Barramento de eventos empresariais. É possível criar um barramento de compartilhamento de dados em tempo real para toda a empresa, distribuindo eventos de negócios, atualizações de banco de dados e eventos de análise em toda a organização.

  • Streaming de dados de aplicativos, serviços ou dispositivos IoT. Por exemplo, um aplicativo SaaS pode publicar um feed de eventos em tempo real. Ou um sensor residencial pode fazer streaming de dados para o Pub/Sub para uso em outros produtos do Google Cloud por meio de um pipeline do Dataflow.

  • Atualizar caches distribuídos. Por exemplo, um aplicativo pode publicar eventos de invalidação para atualizar os IDs de objetos que foram alterados.

  • Balanceamento de carga para aumentar a confiabilidade. Por exemplo, as instâncias de um serviço podem ser implantadas no Compute Engine em várias zonas, mas inscritas em um tópico comum. Quando o serviço falha em qualquer zona, as outras podem coletar a carga automaticamente.

Tipos de serviços do Pub/Sub

O Pub/Sub consiste em dois serviços:

  • Serviço do Pub/Sub. Esse serviço é a escolha padrão para a maioria dos usuários e aplicativos. Ele oferece o máximo de confiabilidade e o maior conjunto de integrações, além de gerenciamento automático de capacidade. O Pub/Sub garante a replicação síncrona de todos os dados em pelo menos duas zonas e a replicação de melhor esforço em uma terceira zona extra.

  • Serviço do Pub/Sub Lite. Um serviço de mensagens separado, mas semelhante, criado para um custo menor. Ele oferece menor confiabilidade se comparado ao Pub/Sub. Ele oferece armazenamento de tópicos por zona ou região. Os tópicos zonais do Lite são armazenados em apenas uma zona. Os tópicos regionais do Lite geram replicação de dados em uma segunda zona de forma assíncrona. Além disso, o Pub/Sub Lite exige que você pré-provisione e gerencie a capacidade de armazenamento e de capacidade. Considere o Pub/Sub Lite apenas para aplicativos em que alcançar um baixo custo justifica mais trabalho operacional e menor confiabilidade.

Para mais detalhes sobre as diferenças entre o Pub/Sub e o Pub/Sub Lite, consulte Como escolher o Pub/Sub ou Pub/Sub Lite.

Comparação entre o Pub/Sub e outras tecnologias de mensagens

O Pub/Sub combina a escalabilidade horizontal do Apache Kafka e do Pulsar com recursos encontrados no middleware de mensagens tradicional, como Apache ActiveMQ e RabbitMQ. Exemplos desses recursos são filas de mensagens inativas e filtragem.

Outro recurso adotado pelo Pub/Sub do middleware de mensagens é o paralelismo por mensagem, em vez de mensagens baseadas em partição. O Pub/Sub "aluga" mensagens individuais para os clientes do assinante e rastreia se uma determinada mensagem foi processada.

Em comparação, outros sistemas de mensagens usam partições na escalonabilidade horizontal. Isso obriga os assinantes a processar mensagens em cada partição na ordem e limita o número de clientes simultâneos à quantidade de partições. O processamento por mensagem maximiza o paralelismo dos aplicativos do assinante e ajuda a garantir a independência do editor/assinante.

Comparar a comunicação entre serviços e serviços

O Pub/Sub é voltado para a comunicação entre serviços, e não para a comunicação com clientes de IoT ou usuários finais. Outros produtos oferecem um suporte melhor aos demais padrões:

É possível combinar esses serviços para criar padrões "cliente -> serviços -> banco de dados". Por exemplo, consulte o tutorial Como fazer streaming de mensagens do Pub/Sub para WebSockets.

Integrações

O Pub/Sub oferece muitas integrações com outros produtos do Google Cloud para você criar um sistema de mensagens completo:

  • Processamento de stream e integração de dados. Compatível com o Dataflow, incluindo os modelos e o SQL do Dataflow, que permitem o processamento e a integração de dados no BigQuery e nos data lakes no Cloud Storage. Os modelos do Dataflow para mover dados do Pub/Sub para o Cloud Storage, o BigQuery e outros produtos estão disponíveis nas IUs do Pub/Sub e do Dataflow no Console do Google Cloud. A integração com o Apache Spark, principalmente quando gerenciada com o Dataproc, também está disponível. A composição visual dos pipelines de integração e processamento em execução no Spark + Dataproc pode ser realizada com o Data Fusion.
  • Monitoramento, alertas e geração de registros. Compatível com os produtos Monitoring e Logging.
  • Autenticação e IAM. O Pub/Sub depende de uma autenticação OAuth padrão usada por outros produtos do Google Cloud e é compatível com IAM granular, permitindo o controle de acesso de recursos individuais.
  • APIs. O Pub/Sub usa tecnologias de API gRPC e REST padrão com bibliotecas de cliente em várias linguagens.
  • Gatilhos, notificações e webhooks. O Pub/Sub oferece entrega de mensagens por push como solicitações HTTP POST para webhooks. É possível implementar a automação do fluxo de trabalho usando o Cloud Functions ou outros produtos sem servidor.
  • Orquestração: O Pub/Sub pode ser integrado a fluxos de trabalho sem servidor de várias etapas. A orquestração de Big Data e análise geralmente é feita com o Cloud Composer, que é compatível com gatilhos do Pub/Sub. Também é possível integrar o Pub/Sub com a Integração de aplicativos (Visualização), que é uma solução de Integration-Platform-as-a-Service (iPaaS). O Application Integration fornece um gatilho do Pub/Sub para acionar ou iniciar integrações.
  • Conectores de integração(visualização) Com esses conectores, é possível se conectar a várias fontes de dados. Com os conectores, os serviços do Google Cloud e os aplicativos comerciais de terceiros são expostos às suas integrações por meio de uma interface padrão transparente. Para o Pub/Sub, é possível criar uma conexão do Pub/Sub para usar nas suas integrações.

Principais conceitos

  • Tópico. Um recurso nomeado para o qual os editores enviam mensagens.
  • Assinatura. Um recurso nomeado que representa o stream de mensagens de um único tópico específico a ser entregue ao aplicativo assinante. Para ver mais detalhes sobre assinaturas e a semântica da entrega de mensagens, consulte o Guia do assinante.
  • Mensagem. A combinação de dados e atributos (opcional) que um editor envia para um tópico e é entregue aos assinantes.
  • Atributo de mensagem. Um par de chave-valor que um editor pode definir para uma mensagem. Por exemplo, a chave iana.org/language_tag e o valor en podem ser adicionados às mensagens para marcá-las como legíveis por um assinante que fala inglês.
  • Editor. Um aplicativo que cria e envia mensagens para um ou vários tópicos.
  • Assinante. Um aplicativo com uma assinatura de um ou vários tópicos para receber mensagens dele.
  • Confirmação (ou "confirmação"). Um sinal enviado por um assinante ao Pub/Sub depois de receber uma mensagem. As mensagens confirmadas são removidas da fila de mensagens de assinatura.
  • Push e Pull. Os dois métodos de entrega de mensagem. Um assinante recebe as mensagens do Pub/Sub enviando-as para o endpoint escolhido ou o assinante as extraindo do serviço.

A relação entre editor e assinante pode ser de um para muitos (fan-out), de muitos para um (fan-in) e de muitos para muitos. É o que mostra o diagrama a seguir:

Relacionamentos entre editor e assinante

O diagrama a seguir mostra como uma mensagem é transmitida de um editor a um assinante. Na entrega de push, a confirmação está implícita na resposta à solicitação de push, enquanto a entrega por pull requer uma RPC separada.

Ciclo de vida das mensagens

Próximas etapas