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キュー（Queue）初心者
状況
- 読んでいた学術書に「Redis」と「Apache Kafka」なるものが出てきて、「どちらもメッセージキューとしても使われる」との説明があったが理解できず
- そもそもよく聞くけど理解していない「キュー(Queue)」についてまず調べてみようと思い記載
内容
キュー（Queue）とは
- データを順番に管理するための構造または仕組みのこと
- 具体的には、「先入れ先出し（FIFO: First In, First Out）」の原則に基づいて動作する
最初に追加されたデータが最初に取り出される形 - プログラミングやシステム設計で頻繁に使われる概念
- 例えばタスク管理、バックグラウンド処理、データ転送などで活用
日常の具体例：レジの行列
「キュー」は、データやタスクを「順番通りに処理する仕組み」のことを指す
日常の具体例として、スーパーのレジの行列を考えてみる
- お客さん（タスク）が、レジ（処理者）に並ぶ
- 最初に並んだお客さんが、順番にレジで会計を済ませる（先入れ先出し: FIFO）
- 後から来たお客さんは、先に並んだ人が処理されるまで待つ必要がある
特徴
- 順番通りに処理される（公平性）
- お客さんがレジにたどり着くまで、順番待ちが必要
ITで使用される例
- プリントジョブの管理（最初に送ったプリント命令が最初に処理される）
- ゲームサーバでのログイン待機列
次にメッセージキューについて調べてみました。
メッセージキューとは
- アプリケーション間で非同期的にメッセージ（データ）をやり取りするための仕組み
- メッセージは、通常、キューという構造で管理され、送信者（プロデューサー）がメッセージをキューに追加し、受信者（コンシューマー）がそのメッセージを取り出して処理する
日常の具体例：宅配便の集荷・配達
「メッセージキュー」は、異なるシステム間で非同期的にデータ（メッセージ）をやり取りする仕組み
日常の具体例として、宅配便の集荷と配達の流れを考えてみる
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荷物の集荷（プロデューサー）
- 各家庭や店舗が荷物（データやタスク）を宅配便会社（メッセージキュー）に預ける
- 宅配便会社は、荷物を中央倉庫（キュー）に集める
-
倉庫での保管（キュー）
- 預けられた荷物が倉庫に並べられ、配送順に保管される
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配送（コンシューマー）
- 配達員が順番に荷物を受け取り、配送先に届ける
- 受取人が不在でも、荷物は倉庫で保管されて後で再配達可能
特徴
- 非同期性：送り手（荷物を出す人）と受け手（荷物を受け取る人）が同時に活動する必要がない
- タスクの確実性：配達が失敗しても再試行できる
- 柔軟性：複数の受け手がいても並列に処理できる
ITの例
- メール送信キュー（大量のメールを順番に送信）
- オンラインショッピングでの注文データの処理（支払い情報→在庫管理→配送準備）
キューとメッセージキューの比較
キュー（レジの行列）
- 特徴: データやタスクを順番通りに処理
- 日常例: レジでの順番待ち
- 制限: 処理する側と待つ側が、同じ空間（システム内）で同時に動作している必要がある
メッセージキュー（宅配便）
- 特徴: システム間でタスクやデータを非同期的にやり取り
- 日常例: 宅配便で荷物を預けて順次配送
- 利点: 配送者と受取人が同時に動作していなくても問題なし
まとめ
- キューは単純に「順番待ちの仕組み」（例: レジの行列）を提供すること
- メッセージキューは、異なるシステムやプロセス間で「タスクやメッセージを非同期的にやり取りする仕組み」（例: 宅配便の流れ）を実現すること
- 使う場面に応じて、単純なキューか、高度なメッセージキューを選択するのがポイント
- キュートな名前に反して超重要な仕組みだとわかった。
Discussion