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优先级队列模式

Azure 服务总线

优先级队列模式使工作负荷能够比优先级较低的任务更快地处理高优先级任务。此模式使用发送到一个或多个队列的消息，在为各个客户端提供不同服务级别保证的应用程序中非常有用。

上下文和问题

工作负荷通常需要管理和处理具有重要性和紧迫性级别不同的任务。某些任务需要立即处理，而另一些任务可以等待。未能解决高优先级任务可能会影响用户体验和违反服务级别协议 (SLA)。

若要根据任务的优先级高效地处理任务，工作负荷需要一种机制来相应地确定任务优先级和执行任务。通常，工作负荷按照任务到达的顺序处理任务，使用先入先出 (FIFO) 队列结构。此方法不考虑任务的不同重要性。

解决方案

优先级队列允许工作负荷根据任务的优先级而不是到达顺序来处理任务。向队列发送消息的应用程序会将优先级分配给消息，使用者按优先级处理消息。满足以下要求时，请使用优先级队列模式：

处理具有不同紧迫性和重要性的任务。 您的任务具有不同紧急程度和重要性，并且需要确保先处理更重要的任务，然后再处理不太重要的任务。
处理不同的服务级别协议。 您需要为客户端提供不同的服务级别保证，并且需要确保高优先级客户端获得更好的性能和可用性。
满足不同的工作负荷管理需求。 您有需要立即处理某些任务的工作量，而不太紧急的任务可以等待。

实现优先级队列模式有两种主要方法：

单个队列：所有消息都发送到一个队列，每个消息都分配有优先级。
多个队列：每个消息优先级使用单独的队列。

单个队列

使用单个队列时，应用程序（生成者）将优先级分配给每个消息，并将消息发送到队列。队列按优先级对消息进行排序，确保使用者在优先级较低的消息之前处理高优先级的消息。

说明支持消息优先级的排队机制的示意图。
图 1. 单个队列和单个使用者池的体系结构

多个队列

多个队列允许按优先级分隔消息。应用程序为每个消息分配优先级，并将消息定向到与其优先级对应的队列。使用者处理消息。多个队列解决方案使用单个使用者池或多个使用者池。

多个使用者池

使用多个使用者池时，每个队列都有专用于它的使用者资源。优先级较高的队列应使用比优先级较低的队列更快地处理消息的使用者或更高的性能层。

如果有以下操作，请使用多个使用者池：

严格的性能要求：当不同的任务优先级具有必须独立满足的严格性能要求时，需要多个使用者池。
高可用性需求：对于可靠性和故障隔离至关重要的应用程序，需要多个使用者池。一个队列中的问题不得影响其他队列。
复杂应用程序：对于具有需要不同处理特征和性能保证的任务的复杂应用程序，适用于不同的任务。

显示对每个优先级使用单独的消息队列的示意图。
图 2. 多个队列和多个使用者池的体系结构。

单个使用者池

使用单个使用者池时，所有队列共享单个使用者池。使用者首先处理来自最高优先级队列的消息，并且仅在没有高优先级消息时处理来自低优先级队列的消息。因此，单个使用者池始终在优先级较低的消息之前处理更高的优先级消息。此设置可能会导致优先级较低的消息持续延迟，甚至可能永远不会处理。

将单个使用者池用于：

简单管理：单个使用者池适用于易于设置和维护的应用程序，这是一个优先事项。它降低了配置和监控的复杂性。
统一处理需求：当传入任务的确切性质类似时，单个使用者池非常有用。

显示对每个优先级使用单独的消息队列的示意图。
图 3. 多个队列和单个使用者池的体系结构。