基于主题的消息传递#

NATS 是一种在名为 Subjects（主题）的通信通道上发布和监听消息的系统。从根本上讲，NATS 是一种 interest-based（基于兴趣）的消息传递系统，其中监听者必须 subscribe（订阅）一组特定的 Subjects。

在其他中间件系统中，主题可能被称为 topics、channels 或 streams（请注意，在NATS中，“stream”一词用于指代 JetStream 消息存储）。

什么是主题？ 最简单地说，主题只是一个字符串，发布者和订阅者可以使用它来相互识别。更常见的是使用主题层次结构将消息划分为语义命名空间。

{% hint style="info" %} 请查看此处有关主题命名的约束和约定。 {% endhint %}

位置透明性 通过基于主题的寻址，NATS 在一个（大型）路由 NATS 服务器云中提供了位置透明性。

• 主题订阅会自动在服务器云中传播。
• 消息会自动路由到所有感兴趣的订阅者，而无需考虑其位置。
• 如果没有订阅者订阅某个主题的消息，则该消息会被自动丢弃（请参阅 JetStream 功能以了解消息持久化）。

通配符#

NATS 提供了两个 通配符，可用于替代点分隔主题中的一个或多个元素。发布者始终会发送消息到完全指定的主题，而不使用通配符。而订阅者可以使用这些通配符通过单个订阅来监听多个主题。

主题层次结构#

. 字符用于创建主题层次结构。例如，一个世界时钟应用程序可能会定义以下内容，以逻辑方式对相关主题进行分组：

time.us
time.us.east
time.us.east.atlanta
time.eu.east
time.eu.east.warsaw

主题使用的最佳实践#

主题的大小没有硬性限制，但建议将主题中的标记（tokens）数量保持在一个合理的范围内。例如，最多 16 个标记，主题长度不超过 256 个字符。

主题数量#

NATS 可以高效地管理数千万个主题，因此您可以为业务实体使用细粒度的地址。主题是临时资源，当不再有订阅时，它们将消失。

然而，服务器需要在内存中缓存主题订阅。如果您的订阅主题数量增加到超过一百万个，您将需要超过 1GB 的服务器内存，并且从那里开始会线性增长。

基于主题的过滤和安全性#

可以通过多种方式和配置元素对消息主题进行过滤，例如：

• 安全性 - 按用户允许/拒绝
• 账户之间的导入/导出
• 自动转换
• 当插入消息到 JetStream 流时
• 当源或镜像 JetStream 流时
• 当连接叶节点（NATS 边缘服务器）时
• ...

设计良好的主题层次结构将使这些任务变得更加容易。

命名事物#

{% hint style="info" %} 计算机科学中只有两个难题：缓存失效、命名，还有差一个（off-by-one）错误。-- 佚名 {% endhint %}

主题层次结构是一种强大的工具，用于定位您的应用程序资源。因此，大多数 NATS 用户会在主题名称中编码业务语义。您可以自由选择适合您目的的结构，但在项目开始时应避免过度复杂化主题设计。

一些 guidelines:

• 使用第一个或前几个标记（token）建立通用命名空间。

factory1.tools.group42.unit17

• 使用最后一个或最后几个标记作为标识符。

service.deploy.server-acme.app123

• 一个主题 应该 用于多个消息。
• 订阅 应该 稳定（存在以接收多个消息）。
• 尽可能使用通配符订阅，而不是单独订阅每个主题。
• 命名业务或物理实体。避免在主题中编码过多数据。
• 将（业务）意图编码到主题中，而不是技术细节。

✅ 实用的：

orders.online.store123.order171711

❌ 也许没那么有用：

orders.online.us.server42.ccpayment.premium.store123.electronics.deliver-dhl.order171711.create

• NATS 消息支持 headers。这些可以用于附加元数据。有一些订阅模式仅提供 headers，从而可以在消息流中高效扫描元数据。

匹配单个标记#

第一个通配符是 *，它可以匹配单个标记。例如，如果一个应用程序想要监听东部时区，它可以订阅 time.*.east，这将匹配 time.us.east 和 time.eu.east。注意，* 不能匹配标记内的子字符串 time.New*.east。

匹配多个标记#

第二个通配符是 >，它可以匹配一个或多个标记，并且只能出现在主题的末尾。例如，time.us.> 将匹配 time.us.east 和 time.us.east.atlanta，而 time.us.* 只会匹配 time.us.east，因为它无法匹配多个标记。

监控和监听#

根据您的安全配置，通配符可用于监控，创建所谓的“监听器”。在最简单的情况下，您可以创建一个订阅者 >。这个应用程序将收到您的 NATS 集群上发送的所有消息——同样受到安全设置限制。

混合使用通配符#

通配符 * 允许在同一个主题中多次出现。两种类型也可以同时使用。例如，*.*.east.> 可以接收 time.us.east.atlanta。

允许及推荐用于主题名称的字符#

为了跨客户端的兼容性和便于维护配置文件，我们建议使用字母数字字符、-（连字符）和 _（下划线）ASCII 字符作为主题和其他由用户创建的实体名称。

UTF-8（UTF8）字符在主题中得到支持。请自行承担使用多语言名称的风险。使用多语言名称作为技术实体名称可能会导致编辑、配置文件、显示和跨国合作方面的许多问题。

此处的规则和建议适用于所有系统名称、主题、流、持久化、桶、键（在键值存储中），因为 NATS 将创建包含这些名称的 API 主题。NATS 在大多数情况下会强制执行这些约束，但我们建议不要依赖于此。

• 允许的字符：任何 Unicode 字符，除了 null、空格、.、* 和 >。

• 推荐的字符：（a - z）、（A - Z）、（0 - 9）、- 和 _（名称区分大小写，且不能包含空格）。

• 命名约定：如果您想分隔单词，请使用大驼峰式命名法，如 MyServiceOrderCreate，或者使用 - 和 _，如 my-service-order-create。

• 特殊字符：句点 .（用于分隔主题中的令牌）以及 * 和 >（* 和 > 用作通配符）是保留字符，不能使用。

• 保留名称：按照约定，以 $ 开头的主题名称保留给系统使用（例如，以 $SYS、$JS 或 $KV 等开头的主题名称）。许多系统主题也使用 _（下划线）（例如 _INBOX、KV_ABC、OBJ_XYZ 等）。

✅ 良好的名称示例：

time.us
time.us2.east1
time.new-york
time.SanFrancisco

已经弃用的主题名称示例：

location.Malmö
$location.Stockholm
_Subjects_.mysubject

不允许的流名称示例：

all*data
<my_stream>
service.stream.1

严格模式 (Pedantic mode)#

出于性能考虑，默认在消息发布期间不验证主题名称。特别地，当以编程方式生成主题时，可能会导致产生无法被订阅的非法主题。例如，包含通配符的主题可能会被忽略。

要启用主题名称验证，请在客户端连接选项中激活 pedantic 模式。

//Java
Options options = Options.builder()
    .server("nats://127.0.0.1:4222")
    .pedantic()
    .build();
Connection nc = Nats.connect(options)