【rocket-mq】RocketMQ集成和RocketMQ核心技术

最新推荐文章于 2025-03-27 14:15:14 发布
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#java-rocketmq #rocketmq #linux

提示：RocketMQ集成和RocketMQ核心技术

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前言

目前在javaweb应用中最常用的消息中间件便是rocketmq、rabbitmq和kafka了。最近涉猎cloud-aliaba项目整合rocketmq，本文记录项目中涉及的一些资料和问题处理，以便后续参考。
github文档：https://github.com/apache/rocketmq/tree/master/docs/cn

一、RocketMQ环境准备

1.编译rocketmq源码并运行

注意：在windows系统中进行测试，不要使用PowerShell，使用cmd窗口进入后切换到ROCKETMQ_HOME\bin目录进行操作！

1. 下载rocketmq源码
	git clone --branch rocketmq-all-4.9.3 https://github.com/apache/rocketmq.git

2. 编译（windows上需要加单引号）
	mvn clean install '-Dmaven.test.skip=true' '-Prelease-all'
	编译好之后在distribution\target目录下：
	--distribution\target
		--rocketmq-5.0.1-SNAPSHOT.tar.gz (linux)
		--rocketmq-5.0.1-SNAPSHOT.zip (windows)

3. 将windows压缩包解压后，conf目录下修改broker.conf文件（主要配置存储路径）
	brokerClusterName = DefaultCluster
	brokerName = broker-a
	brokerId = 0
	deleteWhen = 04
	fileReservedTime = 48
	brokerRole = ASYNC_MASTER
	flushDiskType = ASYNC_FLUSH
	# 自动创建Topic
	autoCreateTopicEnable=true
	# nameServ地址
	namesrvAddr=127.0.0.1:9876
	diskMaxUsedSpaceRatio=99
	
	# 存储路径
	storePathRootDir=F:/software/RocketMQ/dataDir
	# commitLog路径
	storePathCommitLog=F:/software/RocketMQ/dataDir/commitlog
	# 消息队列存储路径
	storePathConsumeQueue=F:/software/RocketMQ/dataDir/consumequeue
	# 消息索引存储路径
	storePathIndex=F:/software/RocketMQ/dataDir/index
	# checkpoint文件路径
	storeCheckpoint=F:/software/RocketMQ/dataDir/checkpoint
	# abort文件存储路径
	abortFile=F:/software/RocketMQ/dataDir/abort
	
4. 配置ROCKETMQ_HOME环境变量
	ROCKETMQ_HOME=F:\学习与工作\安装包\项目需要\rocketmq-4.9.3 
	
5. 启动NameServer
	执行bin\mqnamesrv.cmd
	
6. 启动broker
	执行bin\mqbroker.cmd

【使用rocketmq内置工具测试：】
	消息发送：
	set NAMESRV_ADDR=localhost:9876
	tools.cmd org.apache.rocketmq.example.quickstart.Producer
	消息接收：
	set NAMESRV_ADDR=localhost:9876
	tools.cmd org.apache.rocketmq.example.quickstart.Consumer

观察到生产和消费日志即说明，服务启动成功！

2.编译rocketmq控制台源码并运行

1. 下载
	git clone https://github.com/apache/rocketmq-dashboard.git
2. 修改yml配置（主要是删除多余的namesrvAddrs地址和进程服务端口）
	server:
	  port: 10003 #防止和其他应用的默认端口冲突
	  
	rocketmq:
	config:
		# if this value is empty,use env value rocketmq.config.namesrvAddr  NAMESRV_ADDR | now, default localhost:9876
		# configure multiple namesrv addresses to manage multiple different clusters
		namesrvAddrs:
		- 127.0.0.1:9876
3. 编译
	mvn install -Pq -Dmaven.test.skip=true
4. 启动
	java -jar rocketmq-dashboard-1.0.1-SNAPSHOT.jar
5. 访问127.0.0.1:10003进行管理。

rocketmq管理页面如图：
在这里插入图片描述
jps可以看到nameserver、broker、consumer和dashboard四个java进程正在运行（producer测试进程发送完消息后停止了）：
在这里插入图片描述

二、集成到spring-cloud-alibab

1.消息发送进程

1. 导入依赖
    <dependency>
        <groupId>org.apache.rocketmq</groupId>
        <artifactId>rocketmq-spring-boot-starter</artifactId>
        <version>2.0.3</version>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>org.apache.rocketmq</groupId>
        <artifactId>rocketmq-client</artifactId>
        <version>4.5.2</version>
    </dependency>
    
2. 在进程的application.yml文件中设置rocketmq的name-server地址和分组
	rocketmq:
	  name-server: 127.0.0.1:9876
	  producer:
		group: order-group
3. 发送消息
	@Autowired
	private RocketMQTemplate rocketMQTemplate;
	
	rocketMQTemplate.convertAndSend("order-topic", order);

2.消息接收进程

1. 导入依赖
    <dependency>
        <groupId>org.apache.rocketmq</groupId>
        <artifactId>rocketmq-spring-boot-starter</artifactId>
        <version>2.0.3</version>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>org.apache.rocketmq</groupId>
        <artifactId>rocketmq-client</artifactId>
        <version>4.5.2</version>
    </dependency>
    
2. 修改消费进程的application.yml配置，声明name-server地址
	rocketmq:
	  name-server: 127.0.0.1:9876
	  
3. 监听并消费消息
	@Slf4j
	@Component
	// 消费组，消息主题
	@RocketMQMessageListener(consumerGroup = "user-group", topic = "order-topic")
	public class RocketConsumeListener implements RocketMQListener<Order> {
		@Override
		public void onMessage(Order order) {
			log.info("用户微服务收到了订单信息：{}", JSONObject.toJSONString(order));
		}
	}

三、RocketMQ核心技术

1.rocketmq基本概念

消息模型
RocketMQ主要由 Producer、Broker、Consumer 三部分组成，其中Producer 负责生产消息，
Consumer 负责消费消息，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。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。
ConsumerGroup 由多个Consumer 实例构成。
消息生产者
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
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。
主题
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。
代理服务器
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
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。
拉取式消费
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
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。
生产者组
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
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）和广播消费
（Broadcasting）。
集群消费
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
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。
普通顺序消息
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。
严格顺序消息
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。
消息
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
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。

2.rocketmq特性

在这里插入图片描述
顺序消息分为全局顺序消息与分区顺序消息，全局顺序是指某个Topic下的所有消息都要保证顺序；部分
顺序消息只要保证每一组消息被顺序消费即可。

消息可靠性
RocketMQ支持消息的高可靠，影响消息可靠性的几种情况：

  1. Broker非正常关闭
  2. Broker异常Crash
  3. OS Crash
  4. 机器掉电，但是能立即恢复供电情况
  5. 机器无法开机（可能是cpu、主板、内存等关键设备损坏）
  6. 磁盘设备损坏
    1)、2)、3)、4) 四种情况都属于硬件资源可立即恢复情况，RocketMQ在这四种情况下能保证消息不丢，
    或者丢失少量数据（依赖刷盘方式是同步还是异步）。
    5)、6)属于单点故障，且无法恢复，一旦发生，在此单点上的消息全部丢失。RocketMQ在这两种情况
    下，通过异步复制，可保证99%的消息不丢，但是仍然会有极少量的消息可能丢失。通过同步双写技术
    可以完全避免单点，同步双写势必会影响性能，适合对消息可靠性要求极高的场合，例如与Money相关
    的应用。注：RocketMQ从3.0版本开始支持同步双写。

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。

死信队列
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。

3.rocketmq最佳实践

生产者

一个应用尽可能用一个Topic，而消息子类型则可以用tags来标识。message.setTags(“TagA”)。
每个消息在业务层面的唯一标识码要设置到keys字段，方便将来定位消息丢失问题。message.setKeys(orderId);
日志的打印，消息发送成功或者失败要打印消息日志，务必要打印SendResult和key字段。

Producer的send方法本身支持内部重试，重试逻辑如下：

  • 至多重试2次
  • 如果同步模式发送失败，则轮转到下一个Broker，如果异步模式发送失败，则只会在当前Broker进
    行重试。这个方法的总耗时时间不超过sendMsgTimeout设置的值，默认10s。
  • 如果本身向broker发送消息产生超时异常，就不会再重试。
    如果业务对消息可靠性要求比较高，建议应用增加相应的重试逻辑。

某些场景要求耗时非常短，但是对可靠性要求并不高，例如日志收集类应用，此类应用可以采用oneway形式调用，，oneway形式只发送请求不等待应答，而发送请求在客户端实现层面仅仅是一个操作系统系统调用的开销，即将数据写入客户端的socket缓冲区，此过程耗时通常在微秒级。

消费者

消费过程幂等：
RocketMQ无法避免消息重复（Exactly-Once），所以如果业务对消费重复非常敏感，务必要在业务层
面进行去重处理。

消费速度：

  • 提高消费并行度
    同ConsumerGroup下，增加Consumer实例数量
  • 批量方式消费（推荐的处理方式）
  • 跳过非重要消息，选择丢弃不重要的消息
  • 优化消费过程

建议务必打印消费入口日志，利于问题排查定位。

线程数设置：
消费者使用 ThreadPoolExecutor 在内部对消息进行消费，所以你可以通过设置setConsumeThreadMin 或 setConsumeThreadMax 来改变它。

消费位点：
当建立一个新的消费者组时，需要决定是否需要消费已经存在于 Broker 中的历史消息CONSUME_FROM_LAST_OFFSET 将会忽略历史消息，并消费之后生成的任何消息。
CONSUME_FROM_FIRST_OFFSET 将会消费每个存在于 Broker 中的信息。你也可以使用CONSUME_FROM_TIMESTAMP 来消费在指定时间戳后产生的消息。

Broker（代理）

Broker 角色分为 ASYNC_MASTER（异步主机）、SYNC_MASTER（同步主机）以及SLAVE（从机）。
如果对消息的可靠性要求比较严格，可以采用 SYNC_MASTER加SLAVE的部署方式。如果对消息可靠性要求不高，可以采用ASYNC_MASTER加SLAVE的部署方式。如果只是测试方便，可以选择仅主机部署方式。

FlushDiskType
**SYNC_FLUSH（同步刷新）相比于ASYNC_FLUSH（异步处理）**会损失很多性能，但是也更可靠，所以需要根据实际的业务场景做好权衡。

Broker 配置
在这里插入图片描述

Name Server（集群注册、路由）

RocketMQ 中，Name Servers 被设计用来做简单的路由管理。其职责包括：

  • Brokers 定期向每个名称服务器注册路由数据。
  • 名称服务器为客户端，包括生产者，消费者和命令行客户端提供最新的路由信息。

客户端配置

客户端寻址方式
RocketMQ可以令客户端找到Name Server, 然后通过Name Server再找到Broker。如下所示有多种配置
方式，优先级由高到低，高优先级会覆盖低优先级。

  • 代码中指定Name Server地址，多个namesrv地址之间用分号分割
producer.setNamesrvAddr("192.168.0.1:9876;192.168.0.2:9876");
consumer.setNamesrvAddr("192.168.0.1:9876;192.168.0.2:9876");
  • Java启动参数中指定Name Server地址
-Drocketmq.namesrv.addr=192.168.0.1:9876;192.168.0.2:9876
  • 环境变量指定Name Server地址
export NAMESRV_ADDR=192.168.0.1:9876;192.168.0.2:9876
  • HTTP静态服务器寻址（默认）
    客户端启动后，会定时访问一个静态HTTP服务器，地址如下：http://jmenv.tbsite.net:8080/rocketm
    q/nsaddr，这个URL的返回内容如下：
    192.168.0.1:9876;192.168.0.2:9876
    客户端默认每隔2分钟访问一次这个HTTP服务器，并更新本地的Name Server地址。URL已经在代码中硬编码，可通过修改/etc/hosts文件来改变要访问的服务器，例如在/etc/hosts增加如下配置：
    export NAMESRV_ADDR=192.168.0.1:9876;192.168.0.2:9876
    推荐使用HTTP静态服务器寻址方式，好处是客户端部署简单，且Name Server集群可以热升级。

客户端的公共配置
客户端的公共配置

系统配置

JVM相关

  • 设置相同的Xms和Xmx值来防止JVM调整堆大小以获得更好的性能。
-server -Xms8g -Xmx8g -Xmn4g
  • 如果不关心RocketMQ Broker的启动时间，通过“预触摸”Java堆以确保在JVM初始化期间每个页面都将被分配
-XX:+AlwaysPreTouch
  • 禁用偏置锁定可能会减少JVM暂停
-XX:-UseBiasedLocking
  • 垃圾回收，建议使用带JDK 1.8的G1收集器
-XX:+UseG1GC -XX:G1HeapRegionSize=16m
-XX:G1ReservePercent=25
-XX:InitiatingHeapOccupancyPercent=30
  • 不要把-XX:MaxGCPauseMillis的值设置太小，否则JVM将使用一个小的年轻代来实现这个目标，这将导致非常频繁的minor GC
-XX:+UseGCLogFileRotation
-XX:NumberOfGCLogFiles=5
-XX:GCLogFileSize=30m

-Xloggc:/dev/shm/mq_gc_%p.log123

  • 建议使用rolling GC日志文件，如果写入GC文件会增加代理的延迟，可以考虑将GC日志文件重定向到内存文件系统
-server -Xms8g -Xmx8g -Xmn4g

Linux内核参数

  • vm.extra_free_kbytes，告诉VM在后台回收（kswapd）启动的阈值与直接回收（通过分配进程）的阈值之间保留额外的可用内存。RocketMQ使用此参数来避免内存分配中的长延迟。（与具
    体内核版本相关）
  • vm.min_free_kbytes，如果将其设置为低于1024KB，将会巧妙的将系统破坏，并且系统在高负载下容易出现死锁。
  • vm.max_map_count，限制一个进程可能具有的最大内存映射区域数。RocketMQ将使用mmap加载CommitLog和ConsumeQueue，因此建议将为此参数设置较大的值。（agressiveness -->
    aggressiveness）
  • vm.swappiness，定义内核交换内存页面的积极程度。较高的值会增加攻击性，较低的值会减少交换量。建议将值设置为10来避免交换延迟。
  • File descriptor limits，RocketMQ需要为文件（CommitLog和ConsumeQueue）和网络连接打开文件描述符。我们建议设置文件描述符的值为655350。
  • Disk scheduler，RocketMQ建议使用I/O截止时间调度器，它试图为请求提供有保证的延迟。

参考：
https://github.com/apache/rocketmq/tree/master/docs/cn

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