分布式消息队列RocketMQ介绍

梦里梦外; 2024-04-07 11:42 12阅读 0赞

## 一、**MQ****概述**  ##

**介绍：**

MQ是一种提供 消息队列服务 的中间件，也称为消息中间件，是一套提供了消息生产、存储、消费全过程API 的软件系统。消息即数据。一般消息的体量不会很大。

**用途：**

**1.限流削峰**

MQ可以将系统的超量请求暂存其中，以便系统后期可以慢慢进行处理，从而避免了请求的丢失或系统被压垮。

![9114a95ccc9f42268ebee5e9bd0bcf5e.png][]

**2.异步解耦**

上游系统对下游系统的调用若为同步调用，则会大大降低系统的吞吐量与并发度，且系统耦合度太高。 而异步调用则会解决这些问题。所以两层之间若要实现由同步到异步的转化，一般性做法就是，在这两层间添加一个MQ层。

![90ae3a3c15044735bf00c55fd381bc1a.png][]

**3.数据收集**

分布式系统会产生海量级数据流，如：业务日志、监控数据、用户行为等。针对这些数据流进行实时或批量采集汇总，然后对这些数据流进行大数据分析，这是当前互联网平台的必备技术。通过MQ 完成此类数据收集是最好的选择。

**MQ产品：**

[链接][Link 1]

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <th>特性</th> 
   <th>ActiveMQ</th> 
   <th>RabbitMQ</th> 
   <th>RocketMQ</th> 
   <th>Kafka</th> 
  </tr> 
 </tbody> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>产生时间</td> 
   <td>2007</td> 
   <td>2010</td> 
   <td>2017</td> 
   <td>2012</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>开发语言</td> 
   <td>java</td> 
   <td>erlang</td> 
   <td>java</td> 
   <td>scla</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>单机吞吐量</td> 
   <td>万级</td> 
   <td>万级</td> 
   <td>10 万级</td> 
   <td>10 万级</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td> <p>时效性 - 消息延迟</p> </td> 
   <td>ms 级</td> 
   <td>us 级</td> 
   <td>ms 级</td> 
   <td>ms 级别内</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>可用性 - 架构设计</td> 
   <td>高（主从架构）</td> 
   <td>高（主从架构）</td> 
   <td>非常高（分布式架构）</td> 
   <td>非常高（分布式架构）</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>消息丢失</td> 
   <td>理论上不会丢失</td> 
   <td>理论上不会丢失</td> 
   <td>理论上不会丢失</td> 
   <td>理论上不会丢失</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>生产者消费者模式</td> 
   <td>支持</td> 
   <td>支持</td> 
   <td>支持</td> 
   <td>支持</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>发布订阅模式</td> 
   <td>支持</td> 
   <td>支持</td> 
   <td>支持</td> 
   <td>支持</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>支持协议</td> 
   <td>STOMP</td> 
   <td>AMQP</td> 
   <td>自定义一套</td> 
   <td></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>持久化</td> 
   <td>内存、文件、数据库</td> 
   <td>内存、文件</td> 
   <td>磁盘文件</td> 
   <td></td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

**MQ** **常见协议：**

一般情况下MQ 的实现是要遵循一些常规性协议的。常见的协议如下：

**JMS:**

JMS(Java消息服务）。是Java 平台上有关 MOM （ Message Oriented Middleware，面向消息的中间件  PO/OO/AO ）的技术规范，它便于消息系统中的 Java 应用程序进行消息交换，并且通过提供标准的产生、发送、接收消息的接口，简化企业应用的开发。ActiveMQ 是该协议的典型实现。

**STOMP:**

STOMP（面向流文本的消息协议），是一种MOM设计的简单文本协议。STOMP 提供一个可互操作的连接格式，允许客户端与任意 STOMP 消息代理 (Broker）进行交互。 ActiveMQ 是该协议的典型实现， RabbitMQ 通过插件可以支持该协议。

**AMQP:**

AMQP( 高级消息队列协议），一个提供统一消息服务的应用层标准，是应用层协议的一个开放标准，是一种MOM 设计。基于此协议的客户端与消息中间件可传递消息，并不受客户端/ 中间件不同产品，不同开发语言等条件的限制。  RabbitMQ 是该协议的典型实现。

**MQTT:**

MQTT( 消息队列遥测传输），是 **IBM开发的一个即时通讯协议，是一种二进制协议，主要用于服务器和低功耗IoT（物联网）设备间的通信** 。该协议支持所有平台，几乎可以把所有联网物品和外部连接起来，被用来当做传感器和致动器的通信协议。 RabbitMQ 通过插件可以支持该协议。

## 二、RocketMQ概述 ##

RocketMQ是一个统一消息引擎、轻量级数据处理平台.是⼀款阿⾥巴巴开源的消息中间件。2016 年 11 ⽉ 28 ⽇，阿⾥巴巴向  Apache  软件基⾦会捐赠RocketMQ，成为  Apache  孵化项⽬。 2017  年  9  ⽉  25  ⽇， Apache  宣布  RocketMQ 孵化成为  Apache  顶级项⽬(TLP)，成为国内⾸个互联⽹中间件在  Apache  上的顶级项⽬。

官⽹地址： http://rocketmq.apache.org

**2** **、** **RocketMQ** **发展历程**

2007年，阿里开始五彩石项目， Notify 作为项目中 交易核心消息流转系统 ，应运而生。 Notify 系统是 RocketMQ的雏形。

2010年， B2B 大规模使用 ActiveMQ 作为阿里的消息内核。阿里急需一个具有 海量堆积能力 的消息系统。

2011年初， Kafka 开源。淘宝中间件团队在对 Kafka 进行了深入研究后，开发了一款新的 MQ ， MetaQ 。 2012 年， MetaQ 发展到了 v3.0 版本，在它基础上进行了进一步的抽象，形成 RocketMQ ，然后就将其进行了开源。

2015年，阿里在 RocketMQ 的基础上，又推出了一款专门针对阿里云上用户的消息系统 Aliware MQ 。

2016年双十一， RocketMQ 承载了 万亿级 消息的流转，跨越了一个新的里程碑。 11 ⽉ 28 ⽇，阿⾥巴巴向 Apache  软件基⾦会捐赠  RocketMQ ，成为  Apache  孵化项⽬。

2017 年  9  ⽉  25  ⽇， Apache  宣布  RocketMQ 孵化成为  Apache  顶级项⽬（TLP ），成为国内⾸个互联⽹中间件在 Apache  上的顶级项⽬。

## 三、**RocketMQ组成与架构** ##

### **（1）组成** ###

#### **1 消息（Message）**  ####

消息是指，消息系统所传输信息的物理载体，生产和消费数据的最小单位，每条消息必须属于一个主题。

####  **2 主题（Topic****）** ####

Topic表示一类消息的集合，每个主题包含若干条消息，每条消息只能属于一个主题，是RocketMQ进行 消息订阅的基本单位。 topic:message 1:n message:topic 1:1

一个生产者可以同时发送多种Topic的消息；而一个消费者只对某种特定的Topic感兴趣，即只可以订阅和消费一种Topic的消息。  producer:topic 1:n consumer:topic 1:1

![9039bfe84a994d529a552c6d220167ef.png][]

#### **3 标签（Tag）**  ####

为消息设置的标签，用于同一主题下区分不同类型的消息。来自同一业务单元的消息，可以根据不同业务目的在同一主题下设置不同标签。标签能够有效地保持代码的清晰度和连贯性，并优化RocketMQ提供的查询系统。消费者可以根据Tag实现对不同子主题的不同消费逻辑，实现更好的扩展性。

**Topic是消息的一级分类，Tag是消息的二级分类。**

> Topic ：货物 
> 
> tag= 上海 
> 
> tag= 江苏 tag= 浙江 
> 
> \-------  消费者  \----- 
> 
> topic= 货物  tag =  上海 
> 
> topic= 货物  tag =  上海 | 浙江 
> 
> topic= 货物  tag = \*

#### **4 队列（Queue）**  ####

**存储消息的物理实体。一个Topic中可以包含多个Queue，每个Queue中存放的就是该Topic的消息。一个Topic的Queue也被称为一个Topic中消息的分区（Partition）。**

**一个Topic的Queue中的消息只能被一个消费者组中的一个消费者消费。一个Queue中的消息不允许同一个消费者组中的多个消费者同时消费。**

![476040505fe34924941dda7a8ab3891f.png][]

#### **5分片（Sharding）** ####

分片不同于分区。在RocketMQ中，分片指的是 **存放相应Topic的Broker** 。每个分片中会创建出相应数量的分区，即Queue，每个Queue的大小都是相同的。

![320fc4a7e4ac4ee6921d7da2219f03c6.png][]

#### **6 消息标识（MessageId/Key）**  ####

RocketMQ中每个消息拥有 **唯一的MessageId，且可以携带具有业务标识的Key，以方便对消息的查询** 。 不过需要注意的是，MessageId有两个：在生产者 send() 消息时会自动生成一个 MessageId （ msgId)， 当消息到达Broker 后， Broker 也会自动生成一个 MessageId(offsetMsgId) 。 msgId 、 offsetMsgId 与 key 都称为消息标识。

*  msgId：由producer端生成，其生成规则为： producerIp + 进程pid + MessageClientIDSetter类的ClassLoader的hashCode + 当前时间 + AutomicInteger自增计数器 
 *  offsetMsgId：由broker端生成，其生成规则为：brokerIp + 物理分区的offset（Queue中的偏移量） 
 *  key：由用户指定的业务相关的唯一标识

### （2）架构 ###

![884a5420b486473386d80952de7766e7.png][]

**1 Producer**

消息生产者，负责生产消息。Producer通过MQ 的负载均衡模块选择相应的 Broker 集群队列进行消息投递，投递的过程支持快速失败并且低延迟。

> 数据写入到MQ中的过程

#### **2 Consumer**  ####

消息消费者，负责消费消息。一个消息消费者会从Broker服务器中获取到消息，并对消息进行相关业务处理。

> 从MQ中获取到数据的过程

RocketMQ中的消息消费者都是以消费者组（Consumer Group）的形式出现的。消费者组是同一类消费者的集合，这类Consumer 消费的是同一个 Topic 类型的消息。消费者组使得在消息消费方面，实现 负载均衡 （将一个 Topic 中的不同的 Queue 平均分配给同一个 Consumer Group 的不同的 Consumer ，注意，并不是将消息负载均衡）和 容错 （一个 Consmer 挂了，该 Consumer Group 中的其它 Consumer 可以接着消费原Consumer 消费的 Queue ）的目标变得非常容易。

![0f6d1fdfacc441f89c5d429c2ff405be.png][]

**消费者组中Consumer的数量应该小于等于订阅Topic的Queue数量**。如果超出Queue数量，则多出的Consumer将不能消费消息。

![2d3b1b96f2da41b49a22a78893753570.png][]

不过，一个Topic类型的消息可以被多个消费者组同时消费。

> 注意， 
> 
> *1* ）消费者组只能消费一个 *Topic* 的消息，不能同时消费多个 *Topic* 消息 
> 
> *2* ）一个消费者组中的消费者必须订阅完全相同的 *Topic*

#### **3 Name Server**  ####

**NameServer是一个Broker与Topic路由的注册中心，支持Broker的动态注册与发现。**

RocketMQ 的思想来自于 Kafka ，而 Kafka 是依赖了 Zookeeper 的。所以，在 RocketMQ 的早期版本，即在MetaQ v1.0与 v2.0 版本中，也是依赖于 Zookeeper 的。从 MetaQ v3.0 ，即 RocketMQ 开始去掉了Zookeeper依赖，使用了自己的 NameServer 。

主要包括两个功能：

Broker管理： 接受 Broker 集群的注册信息并且保存下来作为路由信息的基本数据；提供心跳检测机制，检查Broker 是否还存活。

路由信息管理： 每个 NameServer 中都保存着 Broker 集群的整个路由信息和用于客户端查询的队列 信息。Producer 和 Conumser 通过 NameServer 可以获取整个 Broker 集群的路由信息，从而进行消息的投递和消费。

**路由注册：**

NameServer通常也是 **以集群的方式部署** ，不过， **NameServer是无状态的** ，即 NameServer 集群中的 **各个节点间是无差异的，各节点间相互不进行信息通讯** 。那各节点中的数据是如何进行数据同步的呢？在Broker节点启动时，轮询 NameServer 列表，与每个 NameServer 节点建立长连接，发起注册请求。在**NameServer内部维护着⼀个** **Broker列表，用来动态存储Broker** **的信息**。

> 注意，这是与其它像 *zk* 、 *Eureka* 、 *Nacos* 等注册中心不同的地方。 
> 
> 这种 *NameServer* 的无状态方式，有什么优缺点： 
> 
> 优点： *NameServer* 集群搭建简单，扩容简单。 
> 
> 缺点：对于 *Broker* ，必须明确指出所有 *NameServer* 地址。否则未指出的将不会去注册。也正因为如此，*NameServer* 并不能随便扩容。因为，若 *Broker* 不重新配置，新增的 *NameServer* 对于 *Broker* 来说是不可见的，其不会向这个 *NameServer* 进行注册。

Broker节点为了证明自己是活着的，为了维护与 NameServer 间的长连接，会将最新的信息以 心跳包 的方式上报给NameServer ，**每** **30** **秒发送一次心跳**。心跳包中包含  BrokerId 、 Broker 地址 (IP+Port) 、Broker名称、 Broker 所属集群名称等等。 NameServer 在接收到心跳包后，会更新心跳时间戳，记录这个Broker 的最新存活时间。

**路由剔除：**

由于Broker 关机、宕机或网络抖动等原因， NameServer 没有收到 Broker 的心跳 NameServer 可能会将其从Broker 列表中剔除。

**NameServer中有⼀个定时任务，每隔10秒就会扫描⼀次Broker表** ，查看每一个 Broker 的最新心跳时间戳距离当前时间是否超过120 秒，如果超过，则会判定 Broker 失效，然后将其从 Broker 列表中剔除。

> 扩展：
> 
>  对于*RocketMQ* 日常运维工作，例如 *Broker* 升级，需要停掉 *Broker* 的工作。 *OP* 需要怎么 做？
> 
>  *OP*需要将 *Broker* 的读写权限禁掉。一旦 *client(Consumer* 或 *Producer)* 向 *broker* 发送请求，都会收到*broker* 的 *NO\_PERMISSION* 响应，然后 *client* 会进行对其它 *Broker* 的重试。 
> 
>  当*OP* 观察到这个 *Broker* 没有流量后，再关闭它，实现 *Broker* 从 *NameServer* 的移除。 
> 
> *OP* ：运维工程师 
> 
> *SRE* ： *Site Reliability Engineer* ，现场可靠性工程师

**路由发现；**

RocketMQ的路由发现采用的是 **Pull模型** 。当 Topic 路由信息出现变化时， NameServer 不会主动推送给客户端，而是客户端定时拉取主题最新的路由。默认客户端每30 秒会拉取一次最新的路由。

> 扩展： 
> 
>  *1*） *Push* 模型：推送模型。其实时性较好，是一个 *“* 发布 *-* 订阅 *”* 模型，需要维护一个长连接。而长连接的维护是需要资源成本的。该模型适合于的场景： 
> 
>  *  实时性要求较高 
>  *  *Client*数量不多，*Server*数据变化较频繁 
> 
>  *2*） *Pull* 模型：拉取模型。存在的问题是，实时性较差。 
> 
>  *3*） *Long Polling* 模型：长轮询模型。其是对 *Push* 与 *Pull* 模型的整合，充分利用了这两种模型的优势，屏蔽了它们的劣势。

**客户端** **NameServer** **选择策略** ：

客户端在配置时必须要写上NameServer 集群的地址，那么客户端到底连接的是哪个 NameServer 节点呢？客户端首先会生产一个随机数，然后再与NameServer 节点数量取模，此时得到的就是所要连接的节点索引，然后就会进行连接。如果连接失败，则会采用round-robin 策略，逐个尝试着去连接其它节点。

首先采用的是 随机策略 进行的选择，失败后采用的是 轮询策略 。

> 扩展： *Zookeeper Client* 是如何选择 *Zookeeper Server* 的？ 
> 
>  简单来说就是， **经过两次*Shuffle*，然后选择第一台*Zookeeper Server*。**  详细说就是，将配置文件中的*zk server* 地址进行第一次*shuffle，*然后随机选择一个。这个选择出的一般都是一个*hostname*。然后获取到该 *hostname* 对应的所有 *ip* ，再对这些 *ip* 进行第二次 *shuffle* ，从 *shuffle* 过的结果中取第一个 *server* 地址进行连接。

#### **4 Broker**  ####

Broker充当着消息中转角色， **负责存储消息、转发消息** 。 Broker 在 RocketMQ 系统中负责接收并存储从生产者发送来的消息，同时为消费者的拉取请求作准备。Broker 同时也存储着消息相关的元数据，包括消费者组消费进度偏移offset 、主题、队列等。

> *Kafka 0.8* 版本之后， *offset* 是存放在 *Broker* 中的，之前版本是存放在 *Zookeeper* 中的。

**模块构成：**

![edfcfec40e9442528afa84e31e48cc1a.png][]

Remoting Module： 整个 Broker 的实体，负责处理来自 clients 端的请求。而这个 Broker 实体则由以下模块构成。

Client Manager： 客户端管理器。负责接收、解析客户端 (Producer/Consumer) 请求，管理客户端。例如，维护Consumer 的 Topic 订阅信息

Store Service： 存储服务。提供方便简单的 API 接口，处理 消息存储到物理硬盘 和 消息查询 功能。

HA Service： 高可用服务，提供 Master Broker  和  Slave Broker 之间的数据同步功能。

Index Service： 索引服务。根据特定的 Message key ，对投递到 Broker 的消息进行索引服务，同时也提供根据Message Key 对消息进行快速查询的功能。

#### **5.集群部署：** ####

为了增强Broker性能与吞吐量， Broker 一般都是以集群形式出现的。各集群节点中可能存放着相同 Topic的不同 Queue 。不过，这里有个问题，如果某 Broker节点宕机，如何保证数据不丢失呢？

解决方案是，将每个Broker集群节点进行横向扩展，即将 **Broker节点再建为一个HA集群** ，解决单点问题。

Broker节点集群是一个主从集群，即集群中具有 Master 与 Slave 两种角色。 Master 负责处理读写操作请求，Slave 负责对 Master 中的数据进行备份。当 Master 挂掉了， Slave 则会自动切换为 Master 去工作。所以这个Broker 集群是主备集群。一个 Master 可以包含多个 Slave ，但一个 Slave 只能隶属于一个 Master 。Master与 Slave  的对应关系是通过指定相同的 BrokerName 、不同的 BrokerId  来确定的。 BrokerId 为 0 表示Master ，非 0(大于0) 表示 Slave 。每个 Broker 与 NameServer 集群中的所有节点建立长连接，定时注册 Topic 信息到所有NameServer 。

![ae9263692c344340b015d4a2353f4757.png][]

**工作过程：**

**一、具体流程**

1）启动NameServer，NameServer启动后**开始监听端口**，等待Broker、Producer、Consumer连接。

2）启动 Broker 时， Broker 会与所有的 NameServer 建立 **并保持长连接，然后每30秒向NameServer定时发送心跳包** 。

3）发送消息前，可以 **先创建Topic，创建Topic时需要指定该Topic要存储在哪些Broker上，当然，在创建Topic时也会将Topic与Broker的关系写入到NameServer中** 。不过，这步是可选的，也可以在发送消息时自动创建Topic 。

4） Producer 发送消息，启动时先跟 NameServer 集群中的其中一台建立长连接，并从 NameServer 中获取路由信息，即当前发送的Topic 消息的 Queue 与 Broker 的地址（IP+Port）的映射关系。然后根据算法策略从队选择一个Queue ，与队列所在的 Broker 建立长连接从而向 Broker 发消息。当然，在获取到路由信息后，Producer 会首先将路由信息缓存到本地，再每 30 秒从 NameServer 更新一次路由信息。

5） Consumer 跟 Producer 类似，跟其中一台 NameServer 建立长连接，获取其所订阅 Topic 的路由信息，然后根据算法策略从路由信息中获取到其所要消费的Queue ，然后直接跟 Broker 建立长连接，开始消费其中的消息。Consumer 在获取到路由信息后，同样也会每 **30秒从NameServer更新一次路由信息。** 不过不同于Producer 的是， Consumer 还会向 Broker 发送心跳，以确保 Broker 的存活状态。

二、**Topic****的创建模式**

1.手动创建 Topic 时，有两种模式：

*  集群模式：该模式下创建的Topic在该集群中，所有Broker中的Queue数量是相同的。 
 *  Broker模式：该模式下创建的Topic在该集群中，每个Broker中的Queue数量可以不同。

2.自动创建 Topic 时， **默认采用的是Broker模式，会为每个Broker默认创建4个Queue。**

三、**读****/****写队列**

从物理上来讲，读/ 写队列是同一个队列。所以，不存在读 / 写队列数据同步问题。读 / 写队列是逻辑上进行区分的概念。 **一般情况下，读/写队列数量是相同的。**

例如，创建Topic时设置的写队列数量为 8 ，读队列数量为 4 ，此时系统会创建 8 个 Queue ，分别是 0 1 2 3 4 5 6 7。 Producer 会将消息写入到这 8 个队列，但 Consumer 只会消费 0 1 2 3 这 4 个队列中的消息， 4 5 6 7中的消息是不会被消费到的。

再如，创建Topic 时设置的写队列数量为 4 ，读队列数量为 8 ，此时系统会创建 8 个 Queue ，分别是 0 1 2 3 4 5 6 7。 Producer 会将消息写入到 0 1 2 3  这 4 个队列，但 Consumer 只会消费 0 1 2 3 4 5 6 7 这 8 个队列中的消息，但是4 5 6 7 中是没有消息的。此时假设 Consumer Group 中包含两个 Consuer ， Consumer1 消费0 1 2 3 ，而 Consumer2 消费 4 5 6 7 。但实际情况是， Consumer2 是没有消息可消费的。

也就是说，当读/ 写队列数量设置不同时，总是有问题的。那么，为什么要这样设计呢？

其这样设计的目的是为了，方便Topic 的 Queue 的缩容。

例如，原来创建的Topic 中包含 16 个 Queue ，如何能够使其 Queue 缩容为 8 个，还不会丢失消息？可以动态修改写队列数量为8 ，读队列数量不变。此时新的消息只能写入到前 8 个队列，而消费都消费的却是16个队列中的数据。当发现后 8 个 Queue 中的消息消费完毕后，就可以再将读队列数量动态设置为 8 。整个缩容过程，没有丢失任何消息。

perm用于设置对当前创建 Topic 的操作权限： 2 表示只写， 4 表示只读， 6 表示读写。

### （3）集群搭建理论 ###

![f62761edcb704983a845db8038a99385.png][]

#### 一、**数据复制与刷盘策略**  ####

![e45854c539ae40b0ad9458321a2fd99b.png][]

复制策略:

复制策略是Broker的Master与Slave间的数据同步方式。分为同步复制与异步复制：

同步复制：消息写入master后，master会等待slave同步数据成功后才向producer返回成功ACK

异步复制：消息写入master后，master立即向producer返回成功ACK，无需等待slave同步数据成 功

> 异步复制策略会降低系统的写入延迟，RT变小，提高了系统的吞吐量

刷盘策略:

刷盘策略指的是broker中消息的落盘方式，即消息发送到broker内存后消息持久化到磁盘的方式。分为 **同步刷盘与异步刷盘**：

同步刷盘：当消息持久化到broker的磁盘后才算是消息写入成功。

异步刷盘：当消息写入到broker的内存后即表示消息写入成功，无需等待消息持久化到磁盘。

> 1）异步刷盘策略会降低系统的写入延迟，RT变小，提高了系统的吞吐量 2）消息写入到Broker的内存，一般是写入到了PageCache
> 
> 3）对于异步 刷盘策略，消息会写入到PageCache后立即返回成功ACK。但并不会立即做落盘操 作，而是当PageCache到达一定量时会自动进行落盘。

![fd5f08f636fb4639bb917e947c7a6497.png][]

if (FlushDiskType.SYNC_FLUSH == defaultMessageStore.getMessageStoreConfig().getFlushDiskType()) {
                this.flushCommitLogService = new GroupCommitService();  //同步
            } else {
                this.flushCommitLogService = new FlushRealTimeService(); // 异步
            }
    
            this.commitLogService = new CommitRealTimeService();   异步转存

#### **二、Broker****集群模式** ####

根据 Broker 集群中各个节点间关系的不同， Broker 集群可以分为以下几类：

**单** **Master** ：

只有一个 broker （其本质上就不能称为集群）。风险较大，一旦Broker重启或者宕机时，会导致整个服务不可用。不建议线上环境使用,可以用于本地测试。

**多****Master** ：

broker集群仅由多个 master 构成，不存在 Slave 。 **同一Topic的各个Queue会平均分布在各个master节点上** 。

优点：

配置简单，单个Master宕机或重启维护对应用无影响，在磁盘配置为RAID10 时，即使机器宕机不可恢复情况下，由于RAID10 磁盘非常可靠，消息也不会丢（异步刷盘丢失少量消息，同步刷盘一条不丢），性能最高；

缺点：

单台机器宕机期间，这台机器上未被消费的消息在机器恢复之前不可订阅（不可消费），消息实时性会受到影响。

> 前提:
> 
> *Master* 都配置了 *RAID* 磁盘阵列。如果没有配置，一旦出现某 *Master* 宕机，则会发生大量消息丢失的情况。

**多****Master****多****Slave****模式****-****异步复制:**

broker集群由多个 master 构成，每个 master 又配置了多个 slave （在配置了 RAID 磁盘阵列的情况下，一个master 一般配置一个 slave 即可）。 master 与 slave 的关系是主备关系，即 master 负责处理消息的读写请求，而slave 仅负责消息的备份与 master 宕机后的角色切换。

异步复制:

消息写入master成功后，master立即向 producer返回成功ACK，无需等待slave同步数据成功。

该模式的最大特点之一是，当**master宕机后slave能够自动切换为master**。不过由于slave从master的同步具有短暂的延迟（毫秒级），所以当master宕机后，这种**异步复制方式可能会存在少量消息的丢失问题。**

> *Slave* 从 *Master* 同步的延迟越短，其可能丢失的消息就越少 
> 
> 对于 *Master* 的 *RAID* 磁盘阵列，若使用的也是异步复制策略，同样也存在延迟问题，同样也可能会丢失消息。但*RAID* 阵列的秘诀是微秒级的（因为是由硬盘支持的），所以其丢失的数据量会更少。

**多****Master****多****Slave****模式****-****同步双写** :

该模式是多Master多Slave模式的同步复制实现。所谓同步双写，指的是消息写入master成功后， master会等待slave同步数据成功后才向producer返回**成功ACK**，即master与slave都要写入成功后才会返回成功ACK，也即双写。

该模式与异步复制模式相比，优点是消息的安全性更高，不存在消息丢失的情况。但单个消息的RT略高，从而导致性能要略低（大约低10%）。

优点：数据与服务都无单点故障，Master宕机情况下，消息无延迟，服务可用性与数据可用性都非常高；  
缺点：性能比异步复制模式略低（大约低10%左右），发送单个消息的RT会略高，且目前版本在主节点宕机后，备机不能自动切换为主机。

**最佳实践** :

一般会为Master配置RAID10磁盘阵列，然后再为其配置一个Slave。即利用了RAID10磁盘阵列的高效、安全性，又解决了可能会影响订阅的问题。

> *1* ） *RAID* 磁盘阵列的效率要高于 *Master-Slave* 集群。因为 *RAID* 是硬件支持的。也正因为如此， 所以*RAID* 阵列的搭建成本较高。 
> 
> *2* ）多 *Master+RAID* 阵列，与多 *Master* 多 *Slave* 集群的区别是什么？ 
> 
>  多*Master+RAID* 阵列，其仅仅可以保证数据不丢失，即不影响消息写入，但其可能会影响到 消息的订阅。但其执行效率要远高于 多Master多Slave集群 
> 
>  多*Master* 多 *Slave* 集群，其不仅可以保证数据不丢失，也不会影响消息写入。其运行效率要低于 多Master+RAID阵列

**master/slave 高保证数据不丢失，高消费可用，多master是高可用。**

[RAID技术详解与总结][RAID]

## 四、RocketMQ安装 ##

[参考链接][Link 2] 按照步骤就行，很快就安装好了。

## 五、**RocketMQ****工作原理** ##

### 一、消息的生产 ###

1 消息的生产过程 Producer可以将消息写入到 **某Broker中的某Queue中**，过程：

1.  Producer发送消息之前，会先向NameServer发出获取消息Topic的路由信息的请求
2.  NameServer返回该Topic的路由表及Broker列表
3.  Producer根据代码中指定的Queue选择策略，从Queue列表中选出一个队列，用于后续存储消息 Produer对消息做一些特殊处理，例如，消息本身超过4M，则会对其进行压缩
4.  Producer向选择出的Queue所在的Broker发出RPC请求，将消息发送到选择出的Queue

> 路由表：实际是一个Map， **key为Topic名称，value是一个QueueData实例列表**。QueueData并不 是一个Queue对应一个QueueData，而是一个Broker中该Topic的所有Queue对应一个 QueueData。即，只要涉及到该Topic的Broker，一个Broker对应一个QueueData。QueueData中 包含brokerName。简单来说，路由表的key为Topic名称，value则为所有涉及该Topic的 BrokerName列表。

> Broker列表：其实际也是一个Map。 **key为brokerName，value为BrokerData。**一个Broker对应一 个BrokerData实例，对吗？不对。一套brokerName名称相同的Master-Slave小集群对应一个 BrokerData。BrokerData中包含brokerName及一个map。该map的key为brokerId，value为该 broker对应的地址。 **brokerId为0表示该broker为Master，非0表示Slave。**

2 Queue选择算法

无序消息，其Queue选择算法，也称为消息投递算法，常见的有两种：

轮询算法:

默认选择算法。该算法保证了每个Queue中可以均匀的获取到消息。

> 该算法存在一个问题：由于某些原因，在某些Broker上的Queue可能 **投递延迟较严重**。从而导致 Producer的缓存队列中出现较大的 **消息积压**，影响消息的投递性能。

最小投递延迟算法:

该算法会统计每次消息投递的时间延迟，然后根据统计出的结果将消息投递到时间延迟最小的Queue。 如果延迟相同，则采用轮询算法投递。该算法可以有效提升消息的投递性能。

> 该算法也存在一个问题：消息在Queue上的分配不均匀。投递延迟小的Queue其可能会存在大量的消息。而对该Queue的消费者压力会增大，降低消息的消费能力，可能会导致MQ中消息的堆积。

### 二、消息的存储 ###

![f9c99204c16b420e882e717a13c6ee1e.png][]

RocketMQ中的消息存储在本地文件系统中，这些相关文件默认在当前用户主目录下的store目录中。

如：windows

![c8cfa070cf444e52bc1c7696648b8246.png][]

1.  abort：该文件在Broker启动后会自动创建，正常关闭Broker，该文件会自动消失。若在没有启动 Broker的情况下，发现这个文件是存在的，则说明之前Broker的关闭是非正常关闭。
2.  checkpoint：其中存储着commitlog、consumequeue、index文件的最后刷盘时间戳
3.  commitlog：其中存放着commitlog文件，而消息是写在commitlog文件中的
4.  config：存放着Broker运行期间的一些配置数据
5.  consumequeue：其中存放着consumequeue文件，队列就存放在这个目录中
6.  index：其中存放着消息索引文件indexFile
7.  lock：运行期间使用到的全局资源锁

public DefaultMessageStore(final MessageStoreConfig messageStoreConfig, final BrokerStatsManager brokerStatsManager,
            final MessageArrivingListener messageArrivingListener, final BrokerConfig brokerConfig) throws IOException {
            // 消息到达监听  在消费长轮询中使用
            this.messageArrivingListener = messageArrivingListener;
            this.brokerConfig = brokerConfig;
            this.messageStoreConfig = messageStoreConfig;
            // broker状态管理
            this.brokerStatsManager = brokerStatsManager;
            // 内存映射文件创建服务
            this.allocateMappedFileService = new AllocateMappedFileService(this);
            this.commitLog = new CommitLog(this);
            // topic 与 多个comsumerqueue对应关系
            this.consumeQueueTable = new ConcurrentHashMap<>(32);
            // 刷盘服务
            this.flushConsumeQueueService = new FlushConsumeQueueService();
            // 清理commit log
            this.cleanCommitLogService = new CleanCommitLogService();
            // 清理ConsumeQueue
            this.cleanConsumeQueueService = new CleanConsumeQueueService();
            //存储状态管理
            this.storeStatsService = new StoreStatsService();
            // 索引服务
            this.indexService = new IndexService(this);
            // 主从同步服务
            this.haService = new HAService(this);
            // reputMessageService是用来把commitlog中的数据写到consumerqueue和index中
            this.reputMessageService = new ReputMessageService();
    
            this.scheduleMessageService = new ScheduleMessageService(this);
    
            // 直接内存池，避免频繁创建，在异步刷盘的时候作为与pagecache的数据交换区，通过commit操作完成数据传输到pagecache
            this.transientStorePool = new TransientStorePool(messageStoreConfig);
    
            if (messageStoreConfig.isTransientStorePoolEnable()) {
                this.transientStorePool.init();
            }
    
            // 启动mappedFile创建服务
            this.allocateMappedFileService.start();
            // 启动索引服务
            this.indexService.start();
    
            // 在上面的reputMessageService中的reput方法中，调用下面的2个的dodispatch方法
            this.dispatcherList = new LinkedList<>();
            this.dispatcherList.addLast(new CommitLogDispatcherBuildConsumeQueue());
            this.dispatcherList.addLast(new CommitLogDispatcherBuildIndex());
        }

#### **1.commitlog文件** ####

![7db1db7c914a438f9bb7b00a25de9c6c.png][]

> 说明：在很多资料中commitlog目录中的文件简单就称为commitlog文件。但在源码中，该文件 被命名为mappedFile。

**目录与文件:**

commitlog目录中存放着很多的mappedFile文件，当前Broker中的所有消息都是落盘到这些 mappedFile文件中的。mappedFile文件大小为1G（小于等于1G），文件名由20位十进制数构成，表示 当前文件的第一条消息的起始位移偏移量。

> 第一个文件名一定是20位0构成的。因为第一个文件的第一条消息的偏移量commitlog offset为0
> 
> 当第一个文件放满时，则会自动生成第二个文件继续存放消息。假设第一个文件大小是 1073741820字节（1G = 1073741824字节），则第二个文件名就是00000000001073741824。
> 
> 以此类推，第n个文件名应该是前n-1个文件大小之和。
> 
> 一个Broker中所有mappedFile文件的commitlog offset是连续的

注意：

一个Broker中仅包含一个commitlog目录，所有的mappedFile文件都是存放在该目录中 的。即无论当前Broker中存放着多少Topic的消息，这些消息都是被 **顺序写入到了mappedFile**文件中 的。也就是说，这些消息在Broker中存放时并没有被按照Topic进行分类存放。

> mappedFile文件是顺序读写的文件，所有其访问效率很高
> 
> 无论是SSD磁盘还是SATA磁盘，通常情况下，顺序存取效率都会高于随机存取

**消息单元：**

![2d9174ffc86549ae84cb4725ef22322f.png][]

mappedFile文件内容由一个个的消息单元构成。每个消息单元中包含消息总长度MsgLen、消息的物理 位置physicalOffset、消息体内容Body、消息体长度BodyLength、消息主题Topic、Topic长度 TopicLength、消息生产者BornHost、消息发送时间戳BornTimestamp、消息所在的队列QueueId、消 息在Queue中存储的偏移量QueueOffset等近20余项消息相关属性。

> 需要注意到，消息单元中是包含Queue相关属性的。所以，我们在后续的学习中，就需要十分 留意commitlog与queue间的关系是什么？
> 
> 一个mappedFile文件中第m+1个消息单元的commitlog，offset偏移量 L(m+1) = L(m) + MsgLen(m) (m >= 0)

#### **2.consumequeue** ####

![4e95dbdf5e09437e8f5c97311c0adc78.png][]

**目录与文件:**

![f4ba5830d1794df19cb4bc140b98dd7f.png][]

为了提高效率，会为每个Topic在~/store/consumequeue中创建一个目录，目录名为Topic名称。在该 Topic目录下，会再为每个该Topic的Queue建立一个目录，目录名为queueId。每个目录中存放着若干 consumequeue文件，consumequeue文件是commitlog的索引文件，可以根据consumequeue定位到具 体的消息。

consumequeue文件名也由20位数字构成，表示当前文件的第一个索引条目的起始位移偏移量。与 mappedFile文件名不同的是，其后续文件名是固定的。因为consumequeue文件大小是固定不变的。

**索引条目:**

![aa8a23e3ba5f481fb78effc31eb720ba.png][]

每个consumequeue文件可以包含30w个索引条目，每个索引条目包含了三个消息重要属性：消息在 mappedFile文件中的偏移量CommitLog Offset、消息长度、消息Tag的hashcode值。这三个属性占20 个字节，所以每个文件的大小是固定的30w \* 20字节。

> 一个consumequeue文件中所有消息的Topic一定是相同的。但每条消息的Tag可能是不同的。

#### **3 对文件的读写** ####

![34606a8275c7484e8f7bf7d8ca3deeef.png][]

**消息写入:**

一条消息进入到Broker后经历了以下几个过程才最终被持久化。

*  Broker根据queueId，获取到该消息对应索引条目要在consumequeue目录中的写入偏移量，即 QueueOffset
 *  将queueId、queueOffset等数据，与消息一起封装为消息单元
 *  将消息单元写入到commitlog
 *  同时，形成消息索引条目
 *  将消息索引条目分发到相应的consumequeue

**消息拉取:**

当Consumer来拉取消息时会经历以下几个步骤：

1.Consumer获取到其要消费消息所在Queue的消费偏移量offset，计算出其要消费消息的 消息offset

> 消费offset即消费进度，consumer对某个Queue的消费offset，即消费到了该Queue的第几 条消息 消息offset = 消费offset + 1

2.Consumer向Broker发送拉取请求，其中会包含其要拉取消息的Queue、消息offset及消息 Tag。

3.Broker计算在该consumequeue中的queueOffset。

> queueOffset = 消息offset \* 20字节

4.从该queueOffset处开始向后查找第一个指定Tag的索引条目。

5.解析该索引条目的前8个字节，即可定位到该消息在commitlog中的commitlog offset

6.从对应commitlog offset中读取消息单元，并发送给Consumer

**性能提升:**

RocketMQ中，无论是消息本身还是消息索引，都是存储在磁盘上的。其不会影响消息的消费吗？当然 不会。其实RocketMQ的性能在目前的MQ产品中性能是非常高的。因为系统通过一系列相关机制大大 提升了性能。

首先，RocketMQ对文件的读写操作是通过**mmap零拷贝**进行的，将对文件的操作转化为直接对内存地址进行操作，从而极大地提高了文件的读写效率。

其次，consumequeue中的数据是**顺序存放的，还引入了PageCache的预读取机制**，使得对 consumequeue文件的读取几乎接近于内存读取，即使在有消息堆积情况下也不会影响性能。

> PageCache机制，页缓存机制，是OS对文件的缓存机制，用于加速对文件的读写操作。一般来说，程序对文件进行**顺序读写**的速度几乎接近于内存读写速度，主要原因是由于OS使用 PageCache机制对读写访问操作进行性能优化，将一部分的内存用作PageCache。
> 
> 写操作：OS会先将数据写入到PageCache中，随后会以异步方式由pdflush（page dirty flush) 内核线程将Cache中的数据刷盘到物理磁盘
> 
> 读操作：若用户要读取数据，其首先会从PageCache中读取，若没有命中，则OS在从物理磁 盘上加载该数据到PageCache的同时，也会顺序对其相邻数据块中的数据进行**预读取**。

### 三、indexFile ###

除了通过通常的指定Topic进行消息消费外，RocketMQ还提供了根据key进行消息查询的功能。该查询 是通过store目录中的index子目录中的indexFile进行索引实现的快速查询。当然，这个indexFile中的索 引数据是在包含了**key的消息**被发送到Broker时写入的。如果消息中没有包含key，则不会写入。

#### 1.索引条目结构 ####

每个Broker中会包含一组indexFile，每个indexFile都是以一个时间戳命名的（这个indexFile被创建时的时间戳）。每个indexFile文件由三部分构成：**indexHeader，slots槽位，indexes索引数据。**每个 indexFile文件中包含500w个slot槽。而每个slot槽又可能会挂载很多的index索引单元。

![11437b97d383467f942023ef04ae1e34.png][]

indexHeader固定40个字节，其中存放着如下数据：

![d64775b21d8c4e32a231569055dba8c1.png][]

*  beginTimestamp：该indexFile中第一条消息的存储时间
 *  endTimestamp：该indexFile中最后一条消息存储时间
 *  beginPhyoffset：该indexFile中第一条消息在commitlog中的偏移量commitlog offse
 *  endPhyoffset：该indexFile中最后一条消息在commitlog中的偏移量commitlog offset
 *  hashSlotCount：已经填充有index的slot数量（并不是每个slot槽下都挂载有index索引单元，这 里统计的是所有挂载了index索引单元的slot槽的数量）
 *  indexCount：该indexFile中包含的索引单元个数（统计出当前indexFile中所有slot槽下挂载的所 有index索引单元的数量之和）

indexFile中最复杂的是Slots与Indexes间的关系。在实际存储时，Indexes是在Slots后面的，但为了便 于理解，将它们的关系展示为如下形式：

![ecfeec39957d473193935045382e722d.png][]

**key的hash值 % 500w**的结果即为slot槽位，然后将该slot值修改为该index索引单元的indexNo，根 据这个indexNo可以计算出该index单元在indexFile中的位置。不过，该取模结果的重复率是很高的， 为了解决该问题，在每个index索引单元中增加了preIndexNo，用于指定该slot中当前index索引单元的 前一个index索引单元。而slot中始终存放的是其下最新的index索引单元的indexNo，这样的话，只要 找到了slot就可以找到其最新的index索引单元，而通过这个index索引单元就可以找到其之前的所有 index索引单元。

> indexNo是一个在indexFile中的流水号，从0开始依次递增。即在一个indexFile中所有indexNo是 以此递增的。indexNo在index索引单元中是没有体现的，其是通过indexes中依次数出来的。

index索引单元默写20个字节，其中存放着以下四个属性：

![07f27dade7814729a847e8c045edfd12.png][]

*  keyHash：消息中指定的业务key的hash值
 *  phyOffset：当前key对应的消息在commitlog中的偏移量commitlog offset
 *  timeDiff：当前key对应消息的存储时间与当前indexFile创建时间的时间差
 *  preIndexNo：当前slot下当前index索引单元的前一个index索引单元的indexNo

#### 2 indexFile的创建 ####

indexFile的文件名为当前文件被创建时的时间戳。这个时间戳有什么用处呢？

根据业务key进行查询时，查询条件除了key之外，还需要指定一个要查询的时间戳，表示要查询不大于该时间戳的最新的消息，即查询指定时间戳之前存储的最新消息。这个时间戳文件名可以简化查询，提 高查询效率。具体后面会详细讲解。

indexFile文件是何时创建的？其创建的条件（时机）有两个：

*  当第一条带key的消息发送来后，系统发现没有indexFile，此时会创建第一个indexFile文件
 *  当一个indexFile中挂载的index索引单元数量超出2000w个时，会创建新的indexFile。当带key的 消息发送到来后，系统会找到最新的indexFile，并从其indexHeader的最后4字节中读取到 indexCount。若indexCount >= 2000w时，会创建新的indexFile。

> 由于可以推算出，一个indexFile的最大大小是：(40 + 500w \* 4 + 2000w \* 20)字节

#### 3 查询流程 ####

当消费者通过业务key来查询相应的消息时，其需要经过一个相对较复杂的查询流程。不过，在分析查询流程之前，首先要清楚几个定位计算式子：

> 计算指定消息key的slot槽位序号： slot槽位序号 = key的hash % 500w
> 
> 计算槽位序号为n的slot在indexFile中的起始位置： slot(n)位置 = 40 + (n - 1) \* 4
> 
> 计算indexNo为m的index在indexFile中的位置： index(m)位置 = 40 + 500w \* 4 + (m - 1) \* 20
> 
> 40为indexFile中indexHeader的字节数
> 
> 500w \* 4 是所有slots所占的字节数

流程:

![f713cf32f36b44359e585a2b2702e8ea.png][]

#### 四、消息的消费（订阅模式） ####

消费者从Broker中获取消息的方式有两种：pull拉取方式和push推动方式。消费者组对于消息消费的模 式又分为两种：**集群消费Clustering和广播消费Broadcasting。**

![d0ba6027bce743c29c4c7659fc9983b6.png][]

#### 1.获取消费类型 ####

拉取式消费:

Consumer主动从Broker中拉取消息，主动权由Consumer控制。一旦获取了批量消息，就会启动消费过程。不过，该方式的实时性较弱，即Broker中有了新的消息时消费者并不能及时发现并消费。

> 由于拉取时间间隔是由用户指定的，所以在设置该间隔时需要注意平稳：间隔太短，空请求比 例会增加；间隔太长，消息的实时性太差

推送式消费:

该模式下Broker收到数据后会主动推送给Consumer。该获取方式一般实时性较高。

该获取方式是典型的**发布-订阅**模式，即Consumer向其关联的Queue注册了监听器，一旦发现有新的 消息到来就会触发回调的执行，回调方法是Consumer去Queue中拉取消息。而这些都是基于Consumer 与Broker间的长连接的。长连接的维护是需要消耗系统资源的。

对比:

pull：需要应用去实现对关联Queue的遍历，实时性差；但便于应用控制消息的拉取

push：封装了对关联Queue的遍历，实时性强，但会占用较多的系统资源

#### 2 消费模式 ####

**广播消费:**

![cf79e8c035b94db48547b0e8492b337a.png][]

广播消费模式下，相同Consumer Group的每个Consumer实例都接收同一个Topic的全量消息。即每条 消息都会被发送到Consumer Group中的每个Consumer。

**集群消费:**

![d0d9cfed4f994821896e90ef758fce16.png][]

集群消费模式下，**相同Consumer Group的每个Consumer实例平均分摊同一个Topic的消息。**即**每条消息只会被发送到Consumer Group中的某个Consumer**。

**消息进度保存:**

1.  广播模式：消费进度保存在consumer端。因为广播模式下consumer group中每个consumer都会 消费所有消息，但它们的消费进度是不同。所以consumer各自保存各自的消费进度。
2.  集群模式：消费进度保存在broker中。consumer group中的所有consumer共同消费同一个Topic 中的消息，同一条消息只会被消费一次。消费进度会参与到了消费的负载均衡中，故消费进度是 需要共享的。下图是broker中存放的各个Topic的各个Queue的消费进度。

![0c41647ad3b54aa6a420e3918052e2cb.png][]

#### 3 Rebalance机制 ####

Rebalance机制讨论的前提是：集群消费。

什么是Rebalance?

Rebalance即再均衡，指的是，将⼀个Topic下的多个Queue在同⼀个Consumer Group中的多个 Consumer间进行重新分配的过程。

![d0cc752f4a12425d9e59d0bc914a3499.png][]

Rebalance机制的本意是为了提升消息的**并行消费能力**。例如，⼀个Topic下5个队列，在只有1个消费者的情况下，这个消费者将负责消费这5个队列的消息。如果此时我们增加⼀个消费者，那么就可以给其中⼀个消费者分配2个队列，给另⼀个分配3个队列，从而提升消息的并行消费能力。

**Rebalance限制：**

由于⼀个队列最多分配给⼀个消费者，因此当某个消费者组下的消费者实例数量大于队列的数量时， 多余的消费者实例将分配不到任何队列。

**Rebalance危害：**

消费暂停：在只有一个Consumer时，其负责消费所有队列；在新增了一个Consumer后会触发 Rebalance的发生。此时原Consumer就需要暂停部分队列的消费，等到这些队列分配给新的Consumer 后，这些暂停消费的队列才能继续被消费。

**消费重复**：Consumer 在消费新分配给自己的队列时，必须接着之前Consumer 提交的消费进度的offset 继续消费。然而默认情况下，offset是异步提交的，这个异步性导致提交到Broker的offset与Consumer 实际消费的消息并不一致。这个不一致的差值就是可能会重复消费的消息。

> 同步提交：consumer提交了其消费完毕的一批消息的offset给broker后，需要等待broker的成功 ACK。当收到ACK后，consumer才会继续获取并消费下一批消息。在等待ACK期间，consumer 是阻塞的。
> 
> 异步提交：consumer提交了其消费完毕的一批消息的offset给broker后，不需要等待broker的成 功ACK。consumer可以直接获取并消费下一批消息。
> 
> 对于一次性读取消息的数量，需要根据具体业务场景选择一个相对均衡的是很有必要的。因为 数量过大，系统性能提升了，但产生重复消费的消息数量可能会增加；数量过小，系统性能会 下降，但被重复消费的消息数量可能会减少。

**消费突刺**：由于Rebalance可能导致重复消费，如果需要重复消费的消息过多，或者因为Rebalance暂停 时间过长从而导致积压了部分消息。那么有可能会导致在Rebalance结束之后瞬间需要消费很多消息。

**Rebalance产生的原因**

导致Rebalance产生的原因，无非就两个：**消费者所订阅Topic的Queue数量发生变化，或消费者组中消费者的数量发生变化**。

> 1）Queue数量发生变化的场景：
> 
> Broker扩容或缩容
> 
> Broker升级运维
> 
> Broker与NameServer间的网络异常
> 
> Queue扩容或缩容
> 
> 2）消费者数量发生变化的场景：
> 
> Consumer Group扩容或缩容
> 
> Consumer升级运维
> 
> Consumer与NameServer间网络异常

**Rebalance过程**

在Broker中维护着多个Map集合，这些集合中动态存放着当前Topic中Queue的信息、Consumer Group 中Consumer实例的信息。一旦发现消费者所订阅的Queue数量发生变化，或消费者组中消费者的数量发生变化，立即向Consumer Group中的每个实例发出Rebalance通知。

> TopicConågManager：key是topic名称，value是TopicConåg。TopicConåg中维护着该Topic中所 有Queue的数据。
> 
> ConsumerManager：key是Consumser Group Id，value是ConsumerGroupInfo。 ConsumerGroupInfo中维护着该Group中所有Consumer实例数据。
> 
> ConsumerOffsetManager：**key为Topic与订阅该Topic的Group的组合,即topic@group**， value是一个内层Map。内层Map的key为QueueId，内层Map的value为该Queue的消费进度 offset。

Consumer实例在接收到通知后会采用**Queue分配算法自**己获取到相应的Queue，即由**Consumer实例自主进行Rebalance**。

#### 4 Queue分配算法 ####

一个Topic中的Queue只能由Consumer Group中的一个Consumer进行消费，而一个Consumer可以同时 消费多个Queue中的消息。那么Queue与Consumer间的配对关系是如何确定的，即Queue要分配给哪 个Consumer进行消费，也是有算法策略的。常见的有**四种策略**。这些策略是通过在创建Consumer时的构造器传进去的。

**1.平均分配策略**

![aecc33373e204817aa4ef166dd0f6ff7.png][]

该算法是要根据**avg = QueueCount / ConsumerCount 的计算结果进行分配的**。如果能够整除， 则按顺序将avg个Queue逐个分配Consumer；如果不能整除，则将多余出的Queue按照Consumer顺序 逐个分配。

> 该算法即，先计算好每个Consumer应该分得几个Queue，然后再依次将这些数量的Queue逐个 分配个Consumer。

**2.环形平均策略**

![309a3870826f44cbbf245dcd5d3a9da7.png][]

环形平均算法是指，根据消费者的顺序，依次在由queue队列组成的环形图中逐个分配。

> 该算法不用事先计算每个Consumer需要分配几个Queue，直接一个一个分即可

**3.一致性hash策略**

![5e34245a63e4431d8f4392e860571974.png][]

该算法会将consumer的hash值作为Node节点存放到hash环上，然后将queue的hash值也放到hash环 上，通过顺时针方向，距离queue最近的那个consumer就是该queue要分配的consumer。

> 该算法存在的问题：**分配不均**

**4.同机房策略**

![f3a16dd65a81406994d0ed4d4aef25d3.png][]

该算法会根据queue的部署机房位置和consumer的位置，过滤出当前consumer相同机房的queue。然 后按照平均分配策略或环形平均策略对同机房queue进行分配。如果没有同机房queue，则按照平均分 配策略或环形平均策略对所有queue进行分配。

区别：

一致性hash算法存在的问题：

两种平均分配策略的分配效率较高，一致性hash策略的较低。因为一致性hash算法较复杂。另外，一 致性hash策略分配的结果也很大可能上存在不平均的情况。

一致性hash算法存在的意义：

其可以有效减少由于消费者组扩容或缩容所带来的大量的Rebalance。

![2114f6c4a3d245c6ba729b9ec7c44925.png][]

一致性hash算法的应用场景：

Consumer数量变化较频繁的场景。

#### **5 至少一次原则** ####

RocketMQ有一个原则：**每条消息必须要被成功消费一次。**

那么什么是成功消费呢？

Consumer在消费完消息后会向其消费进度记录器提交其消费消息的offset， offset被成功记录到记录器中，那么这条消费就被成功消费了。

> 什么是消费进度记录器？ 对于广播消费模式来说，Consumer本身就是消费进度记录器。 对于集群消费模式来说，Broker是消费进度记录器。

### 五、订阅关系的一致性 ###

订阅关系的一致性:

**同一个消费者组（Group ID相同）下所有Consumer实例所订阅的Topic与Tag及对消息的处理逻辑必须完全一致。否则，消息消费的逻辑就会混乱，甚至导致消息丢失。**

#### 1 正确订阅关系 ####

多个消费者组订阅了多个Topic，并且每个消费者组里的多个消费者实例的订阅关系保持了一致。

![c24e57b16bbf45da8148da80e152537b.png][]

#### 2 错误订阅关系 ####

一个消费者组订阅了多个Topic，但是该消费者组里的多个Consumer实例的订阅关系并没有保持一致。

![7189b70d127146b29b178b643c859a6e.png][]

### 六、offset管理 ###

> offset指的是Consumer的消费进度offset。

消费进度offset是用来记录每个Queue的不同消费组的消费进度的。根据消费进度记录器的不同，可以 分为两种模式：**本地模式和远程模式**。

#### 1 offset本地管理模式 ####

当消费模式为**广播消费**时，offset使用本地模式存储。因为每条消息会被所有的消费者消费，每个消费 者管理自己的消费进度，各个消费者之间不存在消费进度的交集。

Consumer在广播消费模式下offset相关数据以json的形式持久化到Consumer本地磁盘文件中，默认文 件路径为当前用户主目录下的.**rocketmq\_offsets/$\{clientId\}/$\{group\}/Offsets.json** 。 其中$\{clientId\}为当前消费者id，默认为ip@DEFAULT；$\{group\}为消费者组名称。

#### 2 offset远程管理模式 ####

当消费模式为集群消费时，offset使用远程模式管理。因为所有Cosnumer实例对消息采用的是均衡消 费，所有Consumer共享Queue的消费进度。

Consumer在集群消费模式下offset相关数据以json的形式持久化到Broker磁盘文件中，文件路径为当前 用户主目录下的**store/config/consumerOffset.json** 。

Broker启动时会加载这个文件，并写入到一个双层Map（ConsumerOffsetManager）。外层map的key 为topic@group，value为内层map。内层map的key为queueId，value为offset。当发生Rebalance时， 新的Consumer会从该Map中获取到相应的数据来继续消费。

**集群模式下offset采用远程管理模式，主要是为了保证Rebalance机制。**

#### 3 offset用途 ####

消费者是如何从最开始持续消费消息的？消费者要消费的第一条消息的起始位置是用户自己通过 consumer.setConsumeFromWhere()方法指定的。

在Consumer启动后，其要消费的第一条消息的起始位置常用的有三种，这三种位置可以通过枚举类型常量设置。这个枚举类型为ConsumeFromWhere。

![218545049a8747a893bfdbad48d21186.png][]

> CONSUME\_FROM\_LAST\_OFFSET：从queue的当前最后一条消息开始消费 CONSUME\_FROM\_FIRST\_OFFSET：从queue的第一条消息开始消费 CONSUME\_FROM\_TIMESTAMP：从指定的具体时间戳位置的消息开始消费。这个具体时间戳 是通过另外一个语句指定的 。
> 
> consumer.setConsumeTimestamp(“20210701080000”) yyyyMMddHHmmss

当消费完一批消息后，Consumer会提交其消费进度offset给Broker，Broker在收到消费进度后会将其更 新到那个双层Map（ConsumerOffsetManager）及consumerOffset.json文件中，然后向该Consumer进 行ACK，而**ACK内容中包含三项数据：当前消费队列的最小offset（minOffset）、最大 offset（maxOffset）、及下次消费的起始offset（nextBeginOffset）**。

#### 4 重试队列 ####

![7f25be102007416492c6aee7d2ef4bec.png][]

当rocketMQ对消息的消费出现异常时，会将发生异常的消息的offset提交到Broker中的重试队列。系统 在发生消息消费异常时会为当前的topic@group创建一个重试队列，该队列以**%RETRY%**开头，到达重试时间后进行消费重试。

#### 5 offset的同步提交与异步提交 ####

集群消费模式下，Consumer消费完消息后会向Broker提交消费进度offset，其提交方式分为两种：

**同步提交**：消费者在消费完一批消息后会向broker提交这些消息的offset，然后等待broker的成功响 应。若在等待超时之前收到了成功响应，则继续读取下一批消息进行消费（从ACK中获取 nextBeginOffset）。若没有收到响应，则会重新提交，直到获取到响应。而在这个等待过程中，消费 者是阻塞的。其严重影响了消费者的吞吐量。

**异步提交**：消费者在消费完一批消息后向broker提交offset，但无需等待Broker的成功响应，可以继续 读取并消费下一批消息。这种方式增加了消费者的吞吐量。但需要注意，broker在收到提交的offset 后，还是会向消费者进行响应的。可能还没有收到ACK，此时Consumer会从Broker中直接获取 nextBeginOffset。

### 七、消费幂等 ###

#### 1 什么是消费幂等 ####

当出现消费者对某条消息**重复消费**的情况时，重复消费的结果与消费一次的结果是相同的，并且多次消 费并未对业务系统产生任何负面影响，那么这个消费过程就是消费幂等的。

> 幂等：若某操作执行多次与执行一次对系统产生的影响是相同的，则称该操作是幂等的。

在互联网应用中，尤其在网络不稳定的情况下，消息很有可能会出现重复发送或重复消费。如果重复的 消息可能会影响业务处理，那么就应该对消息做幂等处理。

#### 2 消息重复的场景分析 ####

什么情况下可能会出现消息被重复消费呢？最常见的有以下三种情况：

**发送时消息重复**

当一条消息已被成功发送到Broker并完成持久化，此时出现了网络闪断，从而导致Broker对Producer应 答失败。 如果此时Producer意识到消息发送失败并尝试再次发送消息，此时Broker中就可能会出现两 条内容相同并且Message ID也相同的消息，那么后续Consumer就一定会消费两次该消息。

**消费时消息重复**

消息已投递到Consumer并完成业务处理，当Consumer给Broker反馈应答时网络闪断，Broker没有接收 到消费成功响应。为了保证消息**至少被消费一次**的原则，Broker将在网络恢复后再次尝试投递之前已 被处理过的消息。此时消费者就会收到与之前处理过的内容相同、Message ID也相同的消息。

**Rebalance时消息重复**

当Consumer Group中的Consumer数量发生变化时，或其订阅的Topic的Queue数量发生变化时，会触 发Rebalance，此时Consumer可能会收到曾经被消费过的消息。

#### 3 通用解决方案 ####

**两要素**

幂等解决方案的设计中涉及到两项要素：幂等令牌，与唯一性处理。只要充分利用好这两要素，就可以 设计出好的幂等解决方案。

*  幂等令牌：是生产者和消费者两者中的既定协议，通常指具备唯⼀业务标识的字符串。例如，订 单号、流水号。一般由Producer随着消息一同发送来的。
 *  唯一性处理：服务端通过采用⼀定的算法策略，保证同⼀个业务逻辑不会被重复执行成功多次。 例如，对同一笔订单的多次支付操作，只会成功一次。

**解决方案**

对于常见的系统，幂等性操作的通用性解决方案是：

1. 首先通过缓存去重。在缓存中如果已经存在了某幂等令牌，则说明本次操作是重复性操作；若缓 存没有命中，则进入下一步。

2. 在唯一性处理之前，先在数据库中查询幂等令牌作为索引的数据是否存在。若存在，则说明本次 操作为重复性操作；若不存在，则进入下一步。

3. 在同一事务中完成三项操作：唯一性处理后，将幂等令牌写入到缓存，并将幂等令牌作为唯一索 引的数据写入到DB中。

> 第1步已经判断过是否是重复性操作了，为什么第2步还要再次判断？能够进入第2步，说明已经 不是重复操作了，第2次判断是否重复？
> 
> 当然不重复。一般缓存中的数据是具有有效期的。缓存中数据的有效期一旦过期，就是发生缓 存穿透，使请求直接就到达了DBMS。

**解决方案举例**

以支付场景为例：

1. 当支付请求到达后，首先在Redis缓存中却获取key为**支付流水号**的缓存value。若value不空，则 说明本次支付是重复操作，业务系统直接返回调用侧重复支付标识；若value为空，则进入下一步 操作

2. 到DBMS中根据**支付流水号**查询是否存在相应实例。若存在，则说明本次支付是重复操作，业务 系统直接返回调用侧重复支付标识；若不存在，则说明本次操作是首次操作，进入下一步完成唯 一性处理

3. 在分布式事务中完成三项操作：

*  完成支付任务
 *  将当前**支付流水**号作为key，任意字符串作为value，通过set(key, value, expireTime)将数 据写入到Redis缓存
 *  将当前**支付流水号**作为主键，与其它相关数据共同写入到DBMS

#### 4 消费幂等的实现 ####

消费幂等的解决方案很简单：为消息指定不会重复的唯一标识。因为Message ID有可能出现重复的情 况，所以真正安全的幂等处理，不建议以Message ID作为处理依据。最好的方式是以业务唯一标识作为 幂等处理的关键依据，而业务的唯一标识可以通过消息Key设置。

以支付场景为例，可以将消息的Key设置为订单号，作为幂等处理的依据。具体代码示例如下：

> Message message = new Message();
> 
> message.setKey("ORDERID\_100");
> 
> SendResult sendResult = producer.send(message);

消费者收到消息时可以根据消息的Key即**订单号**来实现消费幂等：

>     consumer.registerMessageListener(new MessageListenerConcurrently() {
>         @Override
>         public ConsumeConcurrentlyStatus consumeMessage(List<MessageExt> msgs,ConsumeConcurrentlyContext  context) {
>             for (MessageExt msg : msgs) {
>                 String key = msg.getKeys();
>                 // 根据业务唯一标识Key做幂等处理
>                 // ……
>             }
>             return ConsumeConcurrentlyStatus.CONSUME_SUCCESS;
>         }
>     });
> 
> RocketMQ能够保证消息不丢失，但不能保证消息不重复。

### 八、消息堆积与消费延迟 ###

#### 1 概念 ####

消息处理流程中，如果Consumer的消费速度跟不上Producer的发送速度，MQ中未处理的消息会越来 越多（进的多出的少），这部分消息就被称为堆积消息。消息出现堆积进而会造成消息的消费延迟。 以下场景需要重点关注**消息堆积和消费延迟**问题：

*  业务系统上下游能力不匹配造成的持续堆积，且无法自行恢复。
 *  业务系统对消息的消费实时性要求较高，即使是短暂的堆积造成的消费延迟也无法接受。

#### 2 产生原因分析 ####

![31ce020443b64bd0996787b3b155324a.png][]

Consumer使用长轮询Pull模式消费消息时，分为以下两个阶段：

**消息拉取**

Consumer通过长轮询Pull模式批量拉取的方式从服务端获取消息，将拉取到的消息缓存到本地缓冲队 列中。对于拉取式消费，在内网环境下会有很高的吞吐量，所以这一阶段一般不会成为消息堆积的瓶颈。

> 一个单线程单分区的低规格主机(Consumer，4C8G)，其可达到几万的TPS。如果是多个分区多 个线程，则可以轻松达到几十万的TPS。

**消息消费**

Consumer将本地缓存的消息提交到消费线程中，使用业务消费逻辑对消息进行处理，处理完毕后获取 到一个结果。这是真正的消息消费过程。此时Consumer的消费能力就完全依赖于消息的**消费耗时和消费并发**度了。如果由于业务处理逻辑复杂等原因，导致处理单条消息的耗时较长，则整体的消息吞吐 量肯定不会高，此时就会导致Consumer本地缓冲队列达到上限，停止从服务端拉取消息。

**结论**

消息堆积的主要**瓶颈在于客户端的消费能力，而消费能力由消费耗时和消费并发度决定**。注意，消费 耗时的优先级要高于消费并发度。即在保证了消费耗时的合理性前提下，再考虑消费并发度问题。

#### 3 消费耗时 ####

影响消息处理时长的主要因素是代码逻辑。而代码逻辑中可能会影响处理时长代码主要有两种类型： **CPU内部计算型代码和外部I/O操作型代码。**

通常情况下代码中如果没有复杂的递归和循环的话，内部计算耗时相对外部I/O操作来说几乎可以忽略。所以外部IO型代码是影响消息处理时长的主要症结所在。

> 外部IO操作型代码举例：
> 
>  *  读写外部数据库，例如对远程MySQL的访问
>  *  读写外部缓存系统，例如对远程Redis的访问
>  *  下游系统调用，例如Dubbo的RPC远程调用，Spring Cloud的对下游系统的Http接口调用

> 关于下游系统调用逻辑需要进行提前梳理，掌握每个调用操作预期的耗时，这样做是为了能够 判断消费逻辑中IO操作的耗时是否合理。通常消息堆积是由于下游系统出现了**服务异常或达到 了DBMS容量限制**，导致消费耗时增加。

> 服务异常，并不仅仅是系统中出现的类似500这样的代码错误，而可能是更加隐蔽的问题。例 如，网络带宽问题。

> 达到了DBMS容量限制，其也会引发消息的消费耗时增加。

#### 4 消费并发度 ####

一般情况下，消费者端的消费并发度由单节点线程数和节点数量共同决定，其值为**单节点线程数\*节点数量**。不过，通常需要优先调整单节点的线程数，若单机硬件资源达到了上限，则需要通过横向扩展 来提高消费并发度。

> 单节点线程数，即单个Consumer所包含的线程数量
> 
> 节点数量，即Consumer Group所包含的Consumer数量

> 对于普通消息、延时消息及事务消息，并发度计算都是**单节点线程数\*节点数量**。但对于顺序 消息则是不同的。顺序消息的消费并发度等于**Topic的Queue分区数量**。

> 1）全局顺序消息：该类型消息的Topic只有一个Queue分区。其可以保证该Topic的所有消息被 顺序消费。为了保证这个全局顺序性，Consumer Group中在同一时刻只能有一个Consumer的一 个线程进行消费。所以其并发度为1。

> 2）分区顺序消息：该类型消息的Topic有多个Queue分区。其仅可以保证该Topic的每个Queue 分区中的消息被顺序消费，不能保证整个Topic中消息的顺序消费。为了保证这个分区顺序性， 每个Queue分区中的消息在Consumer Group中的同一时刻只能有一个Consumer的一个线程进行 消费。即，在同一时刻最多会出现多个Queue分蘖有多个Consumer的多个线程并行消费。所以 其并发度为Topic的分区数量。

#### 5 单机线程数计算 ####

对于一台主机中线程池中线程数的设置需要谨慎，不能盲目直接调大线程数，设置过大的线程数反而会 带来大量的线程切换的开销。理想环境下单节点的最优线程数计算模型为：C \*（T1 + T2）/ T1。

*  C：CPU内核数
 *  T1：CPU内部逻辑计算耗时
 *  T2：外部IO操作耗时

> 最优线程数 = C \*（T1 + T2）/ T1 = C \* T1/T1 + C \* T2/T1 = C + C \* T2/T1

> 注意，该计算出的数值是理想状态下的理论数据，在生产环境中，不建议直接使用。而是根据 当前环境，先设置一个比该值小的数值然后观察其压测效果，然后再根据效果逐步调大线程 数，直至找到在该环境中性能最佳时的值。

#### 6 如何避免 ####

为了避免在业务使用时出现非预期的消息堆积和消费延迟问题，需要在前期设计阶段对整个业务逻辑进 行完善的排查和梳理。其中最重要的就是**梳理消息的消费耗时和设置消息消费的并发度**。

**梳理消息的消费耗时**

通过压测获取消息的消费耗时，并对耗时较高的操作的代码逻辑进行分析。梳理消息的消费耗时需要关注以下信息：

*  消息消费逻辑的计算复杂度是否过高，代码是否存在无限循环和递归等缺陷。
 *  消息消费逻辑中的I/O操作是否是必须的，能否用本地缓存等方案规避。
 *  消费逻辑中的复杂耗时的操作是否可以做异步化处理。如果可以，是否会造成逻辑错乱。

**设置消费并发度**

对于消息消费并发度的计算，可以通过以下两步实施：

*  逐步调大单个Consumer节点的线程数，并观测节点的系统指标，得到单个节点最优的消费线程数 和消息吞吐量。
 *  根据上下游链路的流量峰值计算出需要设置的节点数

> 节点数 = 流量峰值 / 单个节点消息吞吐量

### 九、消息的清理 ###

消息被消费过后会被清理掉吗？不会的。

消息是被顺序存储在commitlog文件的，且消息大小不定长，所以消息的清理是不可能以消息为单位进行清理的，而是以**commitlog文件为单位**进行清理的。否则会急剧下降清理效率，并实现逻辑复杂。

commitlog文件存在一个**过期时间，默认为72小时**，即三天。除了用户手动清理外，在以下情况下也 会被自动清理，无论文件中的消息是否被消费过：

*  文件过期，且到达**清理时间点**（默认为凌晨4点）后，自动清理过期文件
 *  文件过期，且磁盘空间占用率已达**过期清理警戒线（默认75%）**后，无论是否达到清理时间点， 都会自动清理过期文件
 *  磁盘占用率达到**清理警戒线（默认85%）**后，开始按照设定好的规则清理文件，无论是否过期。 默认会从最老的文件开始清理
 *  磁盘占用率达到**系统危险警戒线（默认90%）**后，Broker将拒绝消息写入

> 需要注意以下几点：
> 
> 1）对于RocketMQ系统来说，删除一个1G大小的文件，是一个压力巨大的IO操作。在删除过程 中，系统性能会骤然下降。所以，其默认清理时间点为凌晨4点，访问量最小的时间。也正因如 果，我们要保障磁盘空间的空闲率，不要使系统出现在其它时间点删除commitlog文件的情况。
> 
> 2）官方建议RocketMQ服务的Linux文件系统采用ext4。因为对于文件删除操作，ext4要比ext3性 能更好

## 十、RokectMQ防消息丢失 ##

#### 1.RokectMQ消息什么情况下会丢失？ ####

MQ的消息生成到消费主要经历三个阶段：MQ消息生产、RocketMQ Broker存储消息、消费者消息对应的消息。

消息丢失主要会发生在下面几个地方：**发送、存储、消费**消息的三个阶段。

#### 2.如何解决RokectMQ消息丢失： ####

解决消息丢失从消息丢失的地方入手。

#### 3.消息生产防止消息丢失： ####

RocketMQ消息生产方式有三种：**同步发送消息、异步发送消息、One-Way发送消息**。不同的发送方式试用不同的场景：

同步发送消息： 重要的通知(订单状态的更新)、短信系统。

异步发送消息： 通常用于响应时间敏感的业务场景。

One-way： 主要用于对可靠性要求不高的场景，在金融的场景下不适用。一般是用于日志收集。

SendResult定义说明：

**SEND\_OK：**

消息发送成功。要注意的是消息发送成功也不意味着它是可靠的。要确保不会丢失任何消息，还应启用同步Master服务器或同步刷盘，即SYNC\_MASTER或SYNC\_FLUSH。

**FLUSH\_DISK\_TIMEOUT：**

消息发送成功但是服务器刷盘超时。此时消息已经进入服务器队列（内存），只有服务器宕机，消息才会丢失。消息存储配置参数中可以设置刷盘方式和同步刷盘时间长度，如果Broker服务器设置了刷盘方式为同步刷盘，即FlushDiskType=SYNC\_FLUSH（默认为异步刷盘方式），当Broker服务器未在同步刷盘时间内（默认为5s）完成刷盘，则将返回该状态——刷盘超时。

**FLUSH\_SLAVE\_TIMEOUT：**

消息发送成功，但是服务器同步到Slave时超时。此时消息已经进入服务器队列，只有服务器宕机，消息才会丢失。如果Broker服务器的角色是同步Master，即SYNC\_MASTER（默认是异步Master即ASYNC\_MASTER），并且从Broker服务器未在同步刷盘时间（默认为5秒）内完成与主服务器的同步，则将返回该状态——数据同步到Slave服务器超时。

**SLAVE\_NOT\_AVAILABLE：**

消息发送成功，但是此时Slave不可用。如果Broker服务器的角色是同步Master，即SYNC\_MASTER（默认是异步Master服务器即ASYNC\_MASTER），但没有配置slave Broker服务器，则将返回该状态——无Slave服务器可用。

#### 4.RocketMQ Broker防丢失消息： ####

各种模式遵循原则：

异步刷盘丢失少量消息，同步刷盘一条不丢

#### 5.消费端处理消息 ####

/**
     * 消费重试配置方式
     *
     *
     * 集群消费方式下，消息消费失败后若希望消费重试，则需要在消息监听器接口的实现中明确进行如下三
     * 种方式之一的配置：
     *  方式1：返回ConsumeConcurrentlyStatus.RECONSUME_LATER（推荐）
     *  方式2：返回Null
     *  方式3：抛出异常
     *
     */
    public class RetryConsumer {
    
        public static void main(String[] args) throws MQClientException {
            DefaultMQPushConsumer consumer = new DefaultMQPushConsumer("cg");
            consumer.setNamesrvAddr("127.0.0.1:9876");
            consumer.setConsumeFromWhere(ConsumeFromWhere.CONSUME_FROM_FIRST_OFFSET);
            consumer.subscribe("someTopic", "*");
            consumer.registerMessageListener(new MessageListenerConcurrently() {
    
                @Override
                public ConsumeConcurrentlyStatus consumeMessage(List<MessageExt> msgs,
                                                                ConsumeConcurrentlyContext context) {
                   try {
                       
                   } catch (Throwable e) {
                       // 消费失败
                       return ConsumeConcurrentlyStatus.RECONSUME_LATER;
    //                   return null;
    //                   throw   new RuntimeException("消费异常");
                   }
    
                    // 返回消费状态：消费成功
                    return ConsumeConcurrentlyStatus.CONSUME_SUCCESS;
                }
            });
    
            // 开启消费者消费
            consumer.start();
            System.out.printf("Consumer Started.%n");
        }
    }

#### 总结   MQ消息的丢失主要发生在发送、存储、消费消息的三个阶段，所以需要防止消息丢失也要从这三个方面着手。 ####

发送消息使用同步或者异步的方式，然后根据返回的 SendResult 来判断是否发送成功  
Broker的刷盘方式配置成同步刷盘  
消息消息失败根据业务需要来判断是否需要重新消费消息。

### **十一、与Kafka的对比** ###

#### 1. Kafka ####

![17769df4307f48aaaa50cfdc00bb89b3.png][]

*  Topic A共有2个分区，每个分区有两个副本(一个Leader一个Follower)，分别分布在 Broker0 和 Broker1 上；
 *  Broker0/Broker1每台机器既是Leader，也是Follower。具体来说，比如机器Broker0对于Partition0来说是Master，对于Partition1来说又是Follower；

消息存储：

![e094218f615f4525bf33235df580ff39.png][]

*  Kafka使用异步刷盘方式，异步Replication
 *  [Kafka单机写入TPS约在百万条/秒，消息大小10个字节][Kafka_TPS_10]
 *  Kafka单机超过64个队列/分区，Load会发生明显的飙高现象，队列越多，load越高，发送消息响应时间变长
 *  Kafka使用**短轮询方式，实时性取决于轮询间隔时间**
 *  Kafka消费失败不支持重试
 *  Kafka支持**消息顺序，但是一台Broker宕机后，就会产生消息乱序**
 *  Kafka不支持定时消息
 *  Kafka不支持消息查询
 *  Kafka理论上可以按照**Offset**来回溯消息

#### 2. RocketMQ ####

![9d66d67a3a3e439fbc6895152f31209a.png][]

*  Broker集群中有Broker0和Broker1为Leader，每个Broker有两个Slave，共6台机器；
 *  Master0/Slave0\_0/Slave0\_1/Master1/Slave1\_0/Slave1\_1每台机器通过配置固定只能充当Master或Slave；
 *  TopicA在Broker0上有两个队列，在Broker1上有两个队列；

消息存储：

![a4e30b8c1319492391f85f0ba565e333.png][]

*  RocketMQ支持异步实时刷盘，同步刷盘，同步Replication，异步Replication
 *  RocketMQ单机写入TPS单实例约7万条/秒，单机部署3个Broker，可以跑到最高12万条/秒，消息大小10个字节
 *  RocketMQ单机支持最高5万个队列，Load不会发生明显变化
 *  RocketMQ使用长轮询，同Push方式实时性一致，消息的投递延时通常在几个毫秒。
 *  RocketMQ消费失败支持定时重试，每次重试间隔时间顺延
 *  RocketMQ支持严格的消息顺序，在顺序消息场景下，一台Broker宕机后，发送消息会失败，但是不会乱序

*  RocketMQ支持两类定时消息
    
     *  开源版本RocketMQ仅支持定时Level
     *  阿里云ONS支持定时Level，以及指定的毫秒级别的延时时间

*  RocketMQ支持根据Message Id查询消息，也支持根据消息内容查询消息（发送消息时指定一个Message Key，任意字符串，例如指定为订单Id）

*  RocketMQ支持按照时间来回溯消息，精度毫秒，例如从一天之前的某时某分某秒开始重新消费消息

注意：

MQ消息的丢失主要发生在**发送、存储、消费**消息的三个阶段，所以需要防止消息丢失也要从这三个方面着手。

*  发送消息使用同步或者异步的方式，然后根据返回的 **SendResult** 来判断是否发送成功
 *  Broker的刷盘方式配置成同步刷盘
 *  消息消息失败根据业务需要来判断是否需要重新消费消息。

[官方文档 ][Link 3]

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[Link 1]: https://blog.csdn.net/wqc19920906/article/details/82193316
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[RAID]: https://blog.csdn.net/liuqi3256797/article/details/123901872
[Link 2]: https://blog.csdn.net/qq_37718403/article/details/126365459
[f9c99204c16b420e882e717a13c6ee1e.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/07/f7c55bd0d1fd47f18ef93169772ed0ca.png
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[Kafka_TPS_10]: http://engineering.linkedin.com/kafka/benchmarking-apache-kafka-2-million-writes-second-three-cheap-machines
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[Link 3]: https://rocketmq.apache.org/docs/