RocketMq简介

序言

rabbitmq感觉用的人很少啊,整理下阿里的raocketmq相关知识cuiyaonan2000@163.com.

参考地址:

  1. https://github.com/apache/rocketmq/tree/master/docs/cn
  2. Quick Start - Apache RocketMQ

架构图

 参与角色

RocketMQ主要由 Producer、Broker、Consumer 三部分组成,

  1. Producer 负责生产消息
  2. 负责消费消息
  3. Broker 负责存储消息。Broker 在实际部署过程中对应一台服务器,每个 Broker 可以存储多个Topic的消息,每个Topic的消息也可以分片存储于不同的 Broker
  4. Message Queue 用于存储消息的物理地址,每个Topic中的消息地址存储于多个 Message Queue 中
  5. ConsumerGroup 由多个Consumer 实例构成。

代理服务器:Broker Server

消息中转角色,负责存储消息转发消息。代理服务器在RocketMQ系统中负责接收从生产者发送来的消息并存储、同时为消费者的拉取请求作准备。代理服务器也存储消息相关的元数据包括消费者组消费进度偏移和主题和队列消息等

名字服务:Name Server

名称服务充当路由消息的提供者。生产者或消费者能够通过名字服务查找各主题相应的Broker IP列表。多个Namesrv实例组成集群,但相互独立,没有信息交换。

消息生产者:Producer

负责生产消息,一般由业务系统负责生产消息。

一个消息生产者会把业务应用系统里产生的消息发送到broker服务器。

RocketMQ提供多种发送方式,同步发送异步发送顺序发送单向发送。同步和异步方式均需要Broker返回确认信息,单向发送不需要。

消息消费者:Consumer

负责消费消息,一般是后台系统负责异步消费。一个消息消费者会从Broker服务器拉取消息、并将其提供给应用程序。从用户应用的角度而言提供了两种消费形式:拉取式消费推动式消费

生产者组:Producer Group

同一类Producer的集合,这类Producer发送同一类消息且发送逻辑一致。如果发送的是事务消息且原始生产者在发送之后崩溃,则Broker服务器会联系同一生产者组的其他生产者实例以提交或回溯消费。

消费者组:Consumer Group

同一类Consumer的集合,这类Consumer通常消费同一类消息且消费逻辑一致。消费者组使得在消息消费方面,实现负载均衡和容错的目标变得非常容易。要注意的是,消费者组的消费者实例必须订阅完全相同的Topic。RocketMQ 支持两种消息模式:集群消费(Clustering)广播消费(Broadcasting)

取式消费:Pull Consumer

Consumer消费的一种类型,应用通常主动调用Consumer的拉消息方法从Broker服务器拉消息、主动权由应用控制。一旦获取了批量消息,应用就会启动消费过程。

推动式消费:Push Consumer

Consumer消费的一种类型,该模式下Broker收到数据后会主动推送给消费端,该消费模式一般实时性较高

集群消费:Clustering

集群消费模式下,相同Consumer Group的每个Consumer实例平均分摊消息。

广播消费:Broadcasting

广播消费模式下,相同Consumer Group的每个Consumer实例都接收全量的消息。

主题: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。

消息:Message

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RocketMQ中每个消息拥有唯一的Message ID,且可以携带具有业务标识的Key。系统提供了通过Message ID和Key查询消息的功能

标签:Tag

为消息设置的标志,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。

普通顺序消息:Normal Ordered Message

普通顺序消费模式下,消费者通过同一个消息队列( Topic 分区,称作 Message Queue) 收到的消息是有顺序的不同消息队列收到的消息则可能是无顺序的。即一个队列是有序的,所有队列是无序的.可以理解为多线程消费的情况,有的消费的快有的消费的慢.

严格顺序消息:Strictly Ordered Message

严格顺序消息模式下,消费者收到的所有消息均是有顺序的。所有的队列都是展昭顺序消费的.全局队列.

特性

消息顺序

顺序消息分为全局顺序消息与分区顺序消息(这里的分区就是队列,官网为什么不统一名称呢cuiyaonan2000@163.com)

全局顺序是指某个Topic下的所有消息都要保证顺序.----整个Topic只有1个queue

部分顺序消息只要保证每一组消息被顺序消费即可。----相关业务数据会发送到同一个queue

  • 全局顺序 对于指定的一个 Topic,所有消息按照严格的先入先出(FIFO)的顺序进行发布和消费。 适用场景:性能要求不高,所有的消息严格按照 FIFO 原则进行消息发布和消费的场景
  • 分区顺序 对于指定的一个 Topic,所有消息根据 sharding key 进行区块分区。 同一个分区内的消息按照严格的 FIFO 顺序进行发布和消费。 Sharding key 是顺序消息中用来区分不同分区的关键字段,和普通消息的 Key 是完全不同的概念。 适用场景:性能要求高,以 sharding key 作为分区字段,在同一个区块中严格的按照 FIFO 原则进行消息发布和消费的场景。

总结来说:消费端在启动时首先会进行队列负载机制,遵循一个消费者可以分配多个队列,但一个队列只会被一个消费者消费的原则。

所以在编辑代码的时候如果要部分顺序,则生产端和消费都都要进行相关代码设置cuiyaonan2000@163.com

消息过滤

RocketMQ的消费者可以根据Tag进行消息过滤,也支持自定义属性过滤。消息过滤目前是在Broker端实现的,优点是减少了对于Consumer无用消息的网络传输,缺点是增加了Broker的负担、而且实现相对复杂。

至少一次

至少一次(At least Once)指每个消息必须投递一次。Consumer先Pull消息到本地,消费完成后,才向服务器返回ack,如果没有消费一定不会ack消息,所以RocketMQ可以很好的支持此特性。

回溯消费

回溯消费是指Consumer已经消费成功的消息,由于业务上需求需要重新消费,要支持此功能,Broker在向Consumer投递成功消息后,消息仍然需要保留。并且重新消费一般是按照时间维度,例如由于Consumer系统故障,恢复后需要重新消费1小时前的数据,那么Broker要提供一种机制,可以按照时间维度来回退消费进度RocketMQ支持按照时间回溯消费,时间维度精确到毫秒。

事务消息

RocketMQ事务消息(Transactional Message)是指应用本地事务和发送消息操作可以被定义到全局事务中,要么同时成功,要么同时失败。RocketMQ的事务消息提供类似 X/Open XA 的分布事务功能,通过事务消息能达到分布式事务的最终一致

定时消息

定时消息(延迟队列)是指消息发送到broker后,不会立即被消费等待特定时间投递给真正的topic。 broker有配置项messageDelayLevel,默认值为“1s 5s 10s 30s 1m 2m 3m 4m 5m 6m 7m 8m 9m 10m 20m 30m 1h 2h”,18个level。可以配置自定义messageDelayLevel。注意,messageDelayLevel是broker的属性,不属于某个topic。发消息时,设置delayLevel等级即可:msg.setDelayLevel(level)。level有以下三种情况:

  • level == 0,消息为非延迟消息
  • 1<=level<=maxLevel,消息延迟特定时间,例如level==1,延迟1s
  • level > maxLevel,则level== maxLevel,例如level==20,延迟2h

定时消息会暂存在名为SCHEDULE_TOPIC_XXXX的topic中(注意这里的XXXX即为我们实际要发送的topic),并根据delayTimeLevel存入特定的queue,queueId = delayTimeLevel – 1,即一个queue只存相同延迟的消息,保证具有相同发送延迟的消息能够顺序消费。broker会调度地消费SCHEDULE_TOPIC_XXXX,将消息写入真实的topic

需要注意的是,定时消息会在第一次写入和调度写入真实topic时都会计数,因此发送数量、tps都会变高cuiyaonan2000@163.com

消息重试(针对consumer group的失败消息)

Consumer消费消息失败后,要提供一种重试机制,令消息再消费一次。Consumer消费消息失败通常可以认为有以下几种情况:

  • 由于消息本身的原因,例如反序列化失败,消息数据本身无法处理(例如话费充值,当前消息的手机号被注销,无法充值)等。这种错误通常需要跳过这条消息,再消费其它消息,而这条失败的消息即使立刻重试消费,99%也不成功,所以最好提供一种定时重试机制,即过10秒后再重试。
  • 由于依赖的下游应用服务不可用,例如db连接不可用,外系统网络不可达等。遇到这种错误,即使跳过当前失败的消息,消费其他消息同样也会报错。这种情况建议应用sleep 30s,再消费下一条消息,这样可以减轻Broker重试消息的压力。

RocketMQ会为每个消费组都设置一个Topic名称为“%RETRY%+consumerGroup”的重试队列(这里需要注意的是,这个Topic的重试队列是针对消费组,而不是针对每个Topic设置的),用于暂时保存因为各种异常而导致Consumer端无法消费的消息。考虑到异常恢复起来需要一些时间,会为重试队列设置多个重试级别,每个重试级别都有与之对应的重新投递延时,重试次数越多投递延时就越大。RocketMQ对于重试消息的处理是先保存至Topic名称为“SCHEDULE_TOPIC_XXXX”的延迟队列中,后台定时任务按照对应的时间进行Delay后重新保存至“%RETRY%+consumerGroup”的重试队列中。

消息重投(关于producer的消息安全策略)

生产者在发送消息时,同步消息失败会重投,异步消息有重试,oneway没有任何保证。消息重投保证消息尽可能发送成功、不丢失,但可能会造成消息重复,消息重复在RocketMQ中是无法避免的问题。消息重复在一般情况下不会发生,当出现消息量大、网络抖动,消息重复就会是大概率事件。另外,生产者主动重发、consumer负载变化也会导致重复消息。如下方法可以设置消息重试策略:

  • retryTimesWhenSendFailed:同步发送失败重投次数,默认为2,因此生产者会最多尝试发送retryTimesWhenSendFailed + 1次。不会选择上次失败的broker,尝试向其他broker发送,最大程度保证消息不丢。超过重投次数,抛出异常,由客户端保证消息不丢。当出现RemotingException、MQClientException和部分MQBrokerException时会重投。
  • retryTimesWhenSendAsyncFailed:异步发送失败重试次数,异步重试不会选择其他broker,仅在同一个broker上做重试,不保证消息不丢。
  • retryAnotherBrokerWhenNotStoreOK:消息刷盘(主或备)超时或slave不可用(返回状态非SEND_OK),是否尝试发送到其他broker,默认false。十分重要消息可以开启

producer 发送消息的三种方式

  • 同步消息(sync message ):producer向 broker 发送消息,执行 API 时同步等待, 直到broker 服务器返回发送结果 。
  • 异步消息(async message):producer向 broker 发送消息时指定消息发送成功及发送异常的回调方法,调用 API 后立即返回,producer发送消息线程不阻塞 ,消息发送成功或失败的回调任务在一个新的线程中执行 。
  • 单向消息(oneway message):producer向 broker 发送消息,执行 API 时直接返回,不等待broker 服务器的结果 。

流量控制

  • 生产者流控:因为broker处理能力达到瓶颈;
  • 消费者流控:因为消费能力达到瓶颈。

生产者流控:(注意,生产者流控,不会尝试消息重投。)

  • commitLog文件被锁时间超过osPageCacheBusyTimeOutMills时,参数默认为1000ms,返回流控。
  • 如果开启transientStorePoolEnable == true,且broker为异步刷盘的主机,且transientStorePool中资源不足,拒绝当前send请求,返回流控。
  • broker每隔10ms检查send请求队列头部请求的等待时间,如果超过waitTimeMillsInSendQueue,默认200ms,拒绝当前send请求,返回流控。
  • broker通过拒绝send 请求方式实现流量控制。

消费者流控:(消费者流控的结果是降低拉取频率。)

  • 消费者本地缓存消息数超过pullThresholdForQueue时,默认1000。
  • 消费者本地缓存消息大小超过pullThresholdSizeForQueue时,默认100MB。
  • 消费者本地缓存消息跨度超过consumeConcurrentlyMaxSpan时,默认2000。

死信队列(注意是队列而非topic)

死信队列用于处理无法被正常消费的消息。当一条消息初次消费失败消息队列会自动进行消息重试达到最大重试次数后,若消费依然失败,则表明消费者在正常情况下无法正确地消费该消息,此时,消息队列 不会立刻将消息丢弃,而是将其发送到该消费者对应的特殊队列中----该特殊队列就是死信队列。

RocketMQ将这种正常情况下无法被消费的消息称为死信消息(Dead-Letter Message),将存储死信消息的特殊队列称为死信队列(Dead-Letter Queue)。在RocketMQ中,可以通过使用console控制台对死信队列中的消息进行重发来使得消费者实例再次进行消费。

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