RocketMQ掃盲篇

本篇博客主要參考：
《淺入淺出》-RocketMQ 敖丙
APACHE-RocketMQ Gitee RocketMQ官方檔案
RocketMQ 實戰與進階 GitChat

又是好久沒有寫博客了，雖然可以找出無數個沒有寫的博客的理由，但是說到底，還是一個字“懶”，今天我終于吃了一顆治療懶癌的藥丸，決定寫一篇博客，介紹什么好呢，思來想去，還是介紹下RocketMQ吧，畢竟寫了30多篇博客，還沒有好好寫過關于MQ的博客呢，本篇博客比較基礎，不涉及到原始碼分析，只是掃盲，

MQ有什么用

解耦

我覺得從某種角度來說，微服務促進了MQ的蓬勃發展，本來一個系統有N多個模塊，所有模塊都強耦合在一起，現在微服務了，一個模塊就是一個系統，系統之間肯定需要互動，互動有三種常見的方法，一種是RPC，一種是HTTP，一種就是MQ了，

異步

原本一個業務分為N步，要一步一步處理，才能把最終的結果回傳給用戶，現在有了MQ，先把最關鍵的部分處理完畢，然后發送訊息到MQ，直接回傳給用戶OK，至于后面的步驟在后臺慢慢處理吧，真乃提升用戶體驗的神器，

削峰

某個介面的請求量突然飆升，勢必會對應用服務器、資料庫服務器造成很大的壓力，現在有了MQ，來多少請求都不在怕的，后臺慢慢處理唄，

RocketMQ簡介

RocketMQ是用Java撰寫的，是阿里開源的訊息中間件，吸收了Kafka很多優點，Kafka也是比較熱門的訊息中間件，不過Kafka是用Scala撰寫的，不利于Java程式員去閱讀原始碼，也不利于Java程式員做一些定制化的開發，接觸過Kafka的小伙伴都知道，要用好Kafka實屬不易，相對來說，RocketMQ簡單多了，而且RocketMQ有阿里加持，經歷了N次雙11的考驗，比較適合國內互聯網公司，所以國內使用RocketMQ的公司很多，

RocketMQ四大組件

圖片來自https://gitee.com/mirrors/rocketmq/blob/master/docs/cn/architecture.md

可以看到RocketMQ主要有四個組件：

NameServer

• 無狀態服務，注冊中心，可集群部署，但是NameServer節點之間沒有任何資料互動，
• Borker會以定時把Topic路由資訊上報給所有的NameServer，Producer、Consumer會隨機選擇一個NameServer定時Topic更新路由資訊，
• Topic路由資訊在NameServer集群中采用最終一致性，
• 保證AP，

Borker

• RocketMQ的服務端，用于存盤訊息、分發訊息，
• Borker會定時把自身擁有的所有的Topic路由資訊上報給NameServer，
• Borker有兩個角色：Master、Follower，Master承擔讀（消費訊息）寫（生產訊息）操作，如果Master比較忙，或者不可用，Follower可以承擔讀操作，BorkerId=0，代表是Matser，BorkerId!=0，代表是Follower，需要注意的有兩點：
  其一，目前為止，BorkerId=1的Follower才可以承擔讀操作；
  其二，只有較高版本的RocketMQ才支持當Master節點掛掉，Follower自動升級到Master，

Producer

生產者，每隔一定時間向NameServer發起Topic的路由資訊查詢，

Consumer

消費者，每隔一定時間向NameServer發起Topic的路由資訊查詢，

為什么注冊中心不選用Zookeeper

其實，在低版本的RocketMQ中，確實是選用Zookeeper作為注冊中心的，但是后面改成了現在的NameServer，猜想主要原因是：

• RocketMQ已經是一個中間件了，不想再依賴其他中間件，
• Zookeeper比較重，有很多功能RocketMQ是用不到的，不如寫一個輕量級的注冊中心，
• Zookeeper是CP，一旦觸發領導選舉，那么注冊中心就不可用了，而RocketMQ的注冊中心，不需要強一致性，只要保證最終一致性，

RocketMQ訊息領域模型

Message

• 傳輸的訊息，
• 訊息必須有Topic，
• 訊息可以有多個Tag和多個Key，可以看做訊息的附加屬性，

Topic

• 一類訊息的集合，
• 每個訊息必須有一個Topic，
• 訊息的第一級型別，

Tag

• 一個訊息除了有Topic之外，還可以有Tag，用來細分同一個Topic下的不同種類的訊息，
• Tag不是必須的，
• 訊息的第二級型別，

Group

分為ProducerGroup，ConsumerGroup，我們更多的是關注ConsumerGroup，ConsumerGroup包含多個Consumer，

在集群消費模式下，一個ConsumerGroup下的Consumer共同消費一個Topic，且每個Consumer會被分配到N個佇列，但是一個佇列只會被一個Consumer消費，不同的ConsumerGroup可以消費同一個Topic，一條訊息會被訂閱此Topic的所有ConsumerGroup消費，

Queue

• 一個Topic默認包含四個Queue，
• 在集群消費模式下，同一個ConsumerGroup中的Consumer可以消費多個Queue的訊息，但是一個Queue只能被一個Consumer消費，
• Queue中的訊息是有序的，
• 分為讀Queue和寫Queue，一般來說，讀Queue的數量和寫Queue的數量是一致的，否則很容易出問題，

消費模式

消費模式有兩種：Clustering（集群消費）和Broadcasting（廣播消費），

和其他MQ不同，其他MQ是在發送訊息的時候，指定是集群消費還是廣播消費，RocketMQ是在消費者端設定是集群消費還是廣播消費，

Clustering（集群消費）

默認情況下是集群消費模式，該模式下，ConsumerGroup所有的Consumer共同消費一個Topic的訊息，每個Consumer負責消費N個佇列的訊息（N也可能為1，甚至是0，沒有分配到佇列），但是一個佇列只會被一個Consumer消費，如果某個Consumer掛掉，ConsumerGroup下的其他Consumer會接替掛掉的Consumer繼續消費，

集群消費模式下，消費進度維護在Borker端，存盤路徑為${ROCKET_HOME}/store/config/ consumerOffset.json，如下圖所示：

使用topicName@consumerGroupName為Key，消費進度為Value，Value的形式是queueId:offset ，說明如果有多個ConsumerGroup，每個ConsumerGroup的消費進度是不同的，需要分開來存盤，

Broadcasting（廣播消費）

廣播消費訊息會發給ConsumerGroup中所有的Consumer，

廣播消費模式下，消費進度維護在Consumer端，

消費佇列負載演算法與重平衡機制

消費佇列負載演算法

我們知道了在集群消費模式下，ConsumerGroup下所有的Consumer共同消費一個Topic的訊息，每個Consumer負責消費N個佇列的訊息，那么具體是如何分配的呢？這就涉及到消費佇列負載演算法了，

RocketMQ提供了眾多的消費佇列負載演算法，其中最常用的是兩種演算法，即AllocateMessageQueueAveragely、AllocateMessageQueueAveragelyByCircle，下面我們來看下這兩個演算法的區別，

假設，現在一個Topic有16個佇列，用q0~q15表示，有3個Consumer，用c0-c2表示，

用AllocateMessageQueueAveragely消費佇列負載演算法的結果如下：

• c0：q0 q1 q2 q3 q4 q5
• c1：q6 q7 q8 q9 q10
• c2：q11 q12 q13 q14 q15

用AllocateMessageQueueAveragelyByCircle消費佇列負載演算法的結果如下：

• c0：q0 q3 q6 q9 q12 q15
• c1：q1 q4 q7 q10 q13
• c2：q2 q5 q8 q11 q14

ConsumerGroup下所有的Consumer共同消費一個Topic的訊息，每個Consumer負責消費N個佇列的訊息，但是一個佇列不能同時被N個Consumer消費，這意味著什么？

聰明的你一定可以想到，如果一個Topic只有4個佇列，而有5個Consumer，那么有一個Consumer將不能分配到任何佇列，所以在RocketMQ中，Topic下佇列的個數直接決定了Consumer的最大個數，也就說明，不能光靠增加Consumer來提高消費速度，

重平衡

雖然建議在創建Topic的時候，就應該充分考慮佇列的個數，但是實際情況往往是不盡人意的，哪怕佇列數沒有發生改變，Consumer的數量也一定會發生改變，比如Consumer的上下線，比如某個Consumer掛了，比如新增了Consumer，佇列的擴容、縮容，Consumer的擴容、縮容都會導致重平衡，也就是為Consumer重新分配消費的佇列，

在RocketMQ中，Consumer會定時查詢Topic的佇列的個數，Consumer的個數，如果發生了改變，就會觸發重平衡，

重平衡是RocketMQ內部實作的，程式員無需關心，

Pull OR Push？

一般來說，MQ有兩種方法獲取訊息：

• Pull：Consumer主動拉取訊息，好處是Consumer可以控制拉取訊息的頻率，條數，Consumer知道自身的消費能力，所以在Consumer端不容易造成訊息堆積，但是實時性不是太好，效率相對較低，
• Push：Broker主動發送訊息，好處是實時性、效率比較高，但是Broker無法知道Consumer端的消費能力，如果發給Consumer的訊息過多，會造成Consumer端的訊息堆積；如果發給Consumer的資料太少，又會造成Consumer端的空閑，

不管是Pull，還是Push，Consumer總會與Broker產生互動，互動的方式一般有短連接、長連接、輪詢三種方式，

看起來，RocketMQ支持既支持Pull，也支持Push，但是實際上Push也是用Pull實作的，那么Consumer是怎么與Broker產生互動的呢？

這就是RocketMQ設計的巧妙的地方了，既不是短連接，也不是長連接，也不是輪詢，而是采用的長輪詢，

長輪詢

Consumer發起拉取訊息的請求，分為兩種情況：

• 有訊息：Consumer拿到訊息后，連接斷開，
• 沒有訊息：Borker Hold（保持）住連接一定時間，每隔5秒，檢查下是否有訊息，如果有訊息，給Consumer，連接斷開，

事務訊息

RocketMQ支持事務訊息，Producer把事務訊息發送給Broker后，Broker會把訊息存盤在系統Topic：RMQ_SYS_TRANS_HALF_TOPIC，這樣Consumer就無法消費到這條訊息了，

Broker會有一個定時任務，消費RMQ_SYS_TRANS_HALF_TOPIC的訊息，向Producer發起回查，回查的狀態有三種：提交、回滾、未知，

• 如果回查的狀態是提交，回滾，會觸發訊息的提交和回滾；
• 如果是未知，會等待下一次回查，RocketMQ可以設定一條訊息的回查間隔與回查次數，超過一定的回查次數，訊息會自動回滾，

延遲訊息

延遲訊息是指息發到Broker后，不能立刻被Consumer消費，需要等待一定的時間才可以被消費到，RocketMQ只支持特定的延遲時間：1s 5s 10s 30s 1m 2m 3m 4m 5m 6m 7m 8m 9m 10m 20m 30m 1h 2h，

消費形式

RocketMQ支持兩種消費形式：并發消費、順序消費，
如果是順序消費，需要保證排序的訊息在同一個佇列，如何選擇佇列發送呢，RocketMQ發送訊息的方法有好幾個多載，其中有一個多載方法支持佇列的選擇，

同步刷盤、異步刷盤

Producer把訊息發送到Borker中，Borker是需要把訊息持久化的，RocketMQ支持兩種持久化策略：

• 同步刷盤：Borker把訊息持久后才回傳ACK給Producer，好處是訊息可靠性高，但是效率較慢，
• 異步刷盤：Broker把訊息寫入到PageCache中，就回傳ACK給Producer，好處是效率極高，但是如果服務器掛了，訊息可能會丟失，如果只是RocketMQ服務掛了，不會造成訊息丟失，

同步復制、異步復制

為了MQ的可靠性、可用性，在生產環境，一般會部署Follower節點，Follower節點會復制Master的資料，RocketMQ支持兩種持復制策略：

• 同步復制：Master、Follower都把訊息寫入成功，才回傳ACK給Producer，可靠性較高，但是效率較慢，
• 異步復制：只要Master寫入成功，就回傳ACK給Producer，效率較高，但是可能會丟失訊息，

"寫入"是寫入PageCache，還是寫入硬碟，要看Follower Broker的配置，

再談談Producer

RocketMQ提供了三種發送訊息的方法：

• oneway：fire and forget，單向訊息，指訊息發送出去后，就不管了，這個方法是沒有回傳值的，
• 同步：訊息發送出去后，同步等待Borker的回應，
• 異步：訊息發送出去后，立即回傳，收到Boker的回應后，會執行函調方法，

在實際開發中，一般選用同步方法，如果要提高RocketMQ的性能，一般都是修改Borker端的引數，特別是刷盤策略和復制策略，

發送訊息重試

訊息發送時，如果使用了MessageQueueSelector，那訊息發送的重試機制將會失效，

發送訊息回應可能為以下四種：

public enum SendStatus {
    SEND_OK,
    FLUSH_DISK_TIMEOUT,
    FLUSH_SLAVE_TIMEOUT,
    SLAVE_NOT_AVAILABLE,
}

除了第一種，其他情況都是有問題的，為了保證訊息不丟失，需要設定Producer引數：RetryAnotherBrokerWhenNotStoreOK為true，

故障規避機制

如果訊息發送失敗了，重試的時候，還是發送給這個Borker，那么大概率發送還是失敗的，RockteMQ設計精巧之處在于，重試的時候，會自動避開這個Borker，而選擇其他Borker，但是目前為止，異步發送沒有那么智能，只會在一個Borker上重試，所以強烈建議選擇同步發送方式，

RocketMQ提供了兩種故障規避機制，用引數SendLatencyFaultEnable來控制，

• false：默認值，只有在重試的時候，才會啟用故障規避機制，比如發送訊息給BorkerA失敗了，重試的時候，會選擇BorkerB，但是下次發送訊息，還是會選擇發送給BorkerA，
• true：開啟延遲退避機制，一旦訊息發送給BorkerA失敗，就會悲觀的認為在一段時間內，BorkerA不可用，在將來的一段時間內，不會再向BorkerA發送訊息，

延遲退避機制看起來很好用，但是一般來說Borker端繁忙，導致Borker不可用或者網路不可用只是一瞬間的事情，馬上就可以恢復，如果開啟了延遲退避機制，本來可用的Borker在一段時間內卻被規避了，其他Borker更加繁忙，那可能情況更糟糕，

再談談Consumer

Consumer執行緒注意事項

Consumer有兩個引數，可以消費的并行度，即ConsumeThreadMin、ConsumeThreadMax，看起來給人的感覺是，如果Consumer端堆積訊息比較少，消費執行緒數為ConsumeThreadMin；如果Consumer端堆積訊息比較多，就自動開啟新的執行緒來消費，直到消費執行緒數為ConsumeThreadMax，但是并不是這樣，Consumer內部持有一個執行緒池，選用的是無界佇列，也就是ConsumeThreadMax引數是無效的，所以在實際開發中，ConsumeThreadMin、ConsumeThreadMax往往設定成一樣，

ConsumeFromWhere

如果查詢不到消費進度的時候，Consumer從哪里開始消費，RocketMQ支持從最新訊息、最早訊息、指定時間戳這三種方式進行消費，

消費訊息重試

RocketMQ會為每個ConsumerGroup都設定一個Topic名稱為%RETRY%+consumerGroup的重試佇列，用來保存需要給ConsumerGroup重試的訊息，但是重試需要一定的延時時間，RocketMQ對于重試訊息的處理是先保存至Topic名稱為SCHEDULE_TOPIC_XXXX的延遲佇列中，后臺定時任務按照對應的時間進行Delay后重新保存至%RETRY%+consumerGroup的重試佇列中，

訊息堆積、消費能力不夠，怎么辦

• 提高消費進度，這是最好的辦法，
• 增加佇列，增加Consumer，
• 原先的Consumer作為搬磚工，根據一定的規則把訊息“搬”到多個新的Topic，再開幾個ConsumerGroup去消費不同的Topic，
• 新開一個ConsumerGroup去消費，也就是兩個ConsumerGroup同時消費一個Topic，但是需要注意offset的判斷，比如一個ConsumerGroup消費offset為奇數的訊息，一個ConsumerGroup消費offset為偶數的訊息，

本來以為寫掃盲文，應該會寫的很順，但是還是想多了，因為是掃盲文，面向的是沒有怎么接觸過RocketMQ的小伙伴，但是RocketMQ有沒有那么簡單，不可能用一篇博客，就讓沒有怎么接觸過RocketMQ的小伙伴順利入門，所以在寫博客的時候，一直在想，這個東西重要嗎，需要仔細描述嗎；這個東西可以忽視，可以不介紹嗎 等等，大家可以看到本文基本都是在介紹各種概念，幾乎沒有涉及到API的層面，因為一旦涉及到API，那么估計寫兩個星期也寫不完，

End

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