一文读懂RocketMQ消息生产-消费全过程

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全流程图

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基础知识介绍

RocketMQ 4.9.x 部署模型图

生产者 Producer

发布消息的角色。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和重试。

消费者 Consumer

消息消费的角色。

  • 支持以推(push),拉(pull)两种模式对消息进行消费。
  • 同时也支持集群方式和广播方式的消费。
  • 提供实时消息订阅机制,可以满足大多数用户的需求。

名字服务器 NameServer

NameServer是一个简单的 Topic 路由注册中心,支持 Topic、Broker 的动态注册与发现。

主要包括两个功能:

  • Broker管理,NameServer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。然后提供心跳检测机制,检查Broker是否还存活;
  • 路由信息管理,每个NameServer将保存关于 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Consumer通过NameServer就可以知道整个Broker集群的路由信息,从而进行消息的投递和消费。

NameServer通常会有多个实例部署,各实例间相互不进行信息通讯。Broker是向每一台NameServer注册自己的路由信息,所以每一个NameServer实例上面都保存一份完整的路由信息。当某个NameServer因某种原因下线了,客户端仍然可以向其它NameServer获取路由信息。

代理服务器 Broker

Broker主要负责消息的存储、投递和查询以及服务高可用保证。

NameServer几乎无状态节点,因此可集群部署,节点之间无任何信息同步。Broker部署相对复杂。

在 Master-Slave 架构中,Broker 分为 Master 与 Slave。一个Master可以对应多个Slave,但是一个Slave只能对应一个Master。Master 与 Slave 的对应关系通过指定相同的BrokerName,不同的BrokerId 来定义,BrokerId为0表示Master,非0表示Slave。Master也可以部署多个。

CommitLog

用于存储消息的文件,放在${ROCKET_HOME}/store 目录下

消息主体以及元数据的存储主体,存储Producer端写入的消息主体内容,消息内容不是定长的。单个文件大小默认1G ,文件名长度为20位,左边补零,剩余为起始偏移量,比如00000000000000000000代表了第一个文件,起始偏移量为0,文件大小为1G=1073741824;当第一个文件写满了,第二个文件为00000000001073741824,起始偏移量为1073741824,以此类推。消息主要是顺序写入日志文件,当文件满了,写入下一个文件;

  1. 顺序写入,随机读写

  2. 消息只要被写入到commitLog后就不会丢失

  3. 消息是非定长的

  4. 每个文件大小默认为1GB

  5. 文件命名是以commitLog起始偏移量命名的

ConsumerQueue

消息消费队列,引入的目的主要是提高消息消费的性能,由于RocketMQ是基于主题topic的订阅模式,消息消费是针对主题进行的,如果要遍历commitlog文件中根据topic检索消息是非常低效的。Consumer即可根据ConsumeQueue来查找待消费的消息。其中,ConsumeQueue(逻辑消费队列)作为消费消息的索引,保存了指定Topic下的队列消息在CommitLog中的起始物理偏移量offset,消息大小size和消息Tag的HashCode值。consumequeue文件可以看成是基于topic的commitlog索引文件,故consumequeue文件夹的组织方式如下:topic/queue/file三层组织结构,具体存储路径为:$HOME/store/consumequeue/{topic}/{queueId}/{fileName}。同样consumequeue文件采取定长设计,每一个条目共20个字节,分别为8字节的commitlog物理偏移量、4字节的消息长度、8字节tag hashcode,单个文件由30W个条目组成,可以像数组一样随机访问每一个条目,每个ConsumeQueue文件大小约5.72M;

IndexFile

IndexFile(索引文件)提供了一种可以通过key或时间区间来查询消息的方法。Index文件的存储位置是:$HOME \store\index${fileName},文件名fileName是以创建时的时间戳命名的,固定的单个IndexFile文件大小约为400M,一个IndexFile可以保存 2000W个索引,IndexFile的底层存储设计为在文件系统中实现HashMap结构,故rocketmq的索引文件其底层实现为hash索引。