RocketMQ 事务消息实现原理详解

最新推荐文章于 2025-10-23 18:40:02 发布

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一、事务消息基本概念

事务消息是 RocketMQ 提供的一种高级消息类型，用于解决分布式系统中跨服务的数据一致性问题。它确保本地事务与消息发送操作要么同时成功，要么同时失败，实现最终一致性。

二、事务消息核心架构

RocketMQ 事务消息的实现基于 两阶段提交（2PC） 模型，涉及以下核心组件：

Producer：消息生产者，发送事务消息并执行本地事务
Broker：消息中间件，存储事务消息并协调事务状态
Consumer：消息消费者，处理已提交的事务消息
事务状态回查机制：Broker 用于确认本地事务是否成功的机制

三、事务消息执行流程

事务消息的完整流程分为三个阶段：准备阶段、提交 / 回滚阶段、状态回查阶段。

1. 第一阶段：消息预发送（Half Message）

Producer 向 Broker 发送一条特殊的半消息（Half Message）
半消息不会立即被消费者看到，仅存储在 Broker 中
Broker 接收到半消息后返回成功响应，此时消息处于 “暂存” 状态

2. 第二阶段：本地事务执行与消息确认

Producer 收到半消息发送成功响应后，执行本地事务
根据本地事务执行结果，Producer 向 Broker 发送：
- Commit 指令：确认提交事务消息，消费者可正常消费
- Rollback 指令：回滚事务消息，Broker 将其丢弃
若 Producer 在执行本地事务或发送确认指令时崩溃，将进入第三阶段

3. 第三阶段：事务状态回查

Broker 会定期对 “超时” 的半消息发起事务状态回查
Producer 接收到回查请求后，查询本地事务状态并返回结果
回查机制确保即使 Producer 崩溃，事务状态也能最终确定
回查次数可通过配置（transactionCheckMax）设置，默认 15 次

四、事务消息状态管理

RocketMQ 定义了三种事务消息状态：

状态	说明
Prepared	半消息状态，消息已存储但不可见，等待本地事务确认
Committed	事务成功，消息可被消费者正常消费
Rollbacked	事务失败，消息被标记为丢弃，不会被消费者获取

五、关键实现细节

1. 半消息存储机制

半消息存储在 Broker 的特殊队列中（RMQ_SYS_TRANS_HALF_TOPIC）
提交后的消息会被移动到目标主题的正常队列中
回滚的消息会被标记为删除，在定时任务中清理

2. 事务回查机制

回查触发条件：
- 半消息发送后超过指定时间（transactionTimeOut）未收到确认
- Broker 重启后，恢复未完成的事务消息
回查流程优化：
- Producer 需实现幂等性的事务状态查询接口
- 可通过 TransactionCheckListener 自定义回查逻辑

3. 最终一致性保证

通过多次回查机制，确保事务状态最终确定
即使 Producer 永久不可用，超过最大回查次数后，Broker 会根据配置策略处理（默认丢弃）
结合消息重试和死信队列，处理消费端的一致性问题

六、典型应用场景

电商订单系统：下单与库存扣减的一致性
金融交易系统：转账与账户余额更新的一致性
分布式事务场景：跨服务操作的最终一致性保障

七、代码实现示例

以下是 RocketMQ 事务消息的简单代码示例：

// 初始化事务消息生产者
TransactionMQProducer producer = new TransactionMQProducer("transaction_group");
producer.setNamesrvAddr("localhost:9876");

// 注册事务监听器
producer.setTransactionListener(new TransactionListener() {
    // 执行本地事务
    @Override
    public LocalTransactionState executeLocalTransaction(Message message, Object arg) {
        try {
            // 执行本地业务事务
            boolean result = businessService.execute();
            return result ? LocalTransactionState.COMMIT_MESSAGE : LocalTransactionState.ROLLBACK_MESSAGE;
        } catch (Exception e) {
            return LocalTransactionState.ROLLBACK_MESSAGE;
        }
    }
    
    // 事务状态回查
    @Override
    public LocalTransactionState checkLocalTransaction(MessageExt messageExt) {
        // 查询本地事务状态
        boolean result = businessService.queryStatus();
        return result ? LocalTransactionState.COMMIT_MESSAGE : LocalTransactionState.ROLLBACK_MESSAGE;
    }
});

// 启动生产者
producer.start();

// 发送事务消息
Message msg = new Message("TransactionTopic", "TagA", "Hello Transaction Message".getBytes(StandardCharsets.UTF_8));
SendResult sendResult = producer.sendMessageInTransaction(msg, null);

// 关闭生产者
producer.shutdown();