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小心,丢失的消息!RocketMQ投递策略帮你解决问题!博学谷狂野架构师

日期:2023-04-12点击:99

RocketMQ消息投递策略

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  • 作者: 博学谷狂野架构师
  • GitHub:GitHub地址 (有我精心准备的130本电子书PDF)

只分享干货、不吹水,让我们一起加油!😄

前言

RocketMQ的消息投递分分为两种:一种是生产者往MQ Broker中投递;另外一种则是MQ broker 往消费者 投递(这种投递的说法是从消息传递的角度阐述的,实际上底层是消费者从MQ broker 中Pull拉取的)。本文将从模型的角度来阐述这两种机制。

RocketMQ的消息模型

RocketMQ 的消息模型整体并不复杂,如下图所示:

RocketMQ 消息模型

一个Topic(消息主题)可能对应多个实际的消息队列(MessgeQueue)

在底层实现上,为了提高MQ的可用性和灵活性,一个Topic在实际存储的过程中,采用了多队列的方式,具体形式如上图所示。每个消息队列在使用中应当保证先入先出(FIFO,First In First Out)的方式进行消费。

那么,基于这种模型,就会引申出两个问题:

  • 生产者 在发送相同Topic的消息时,消息体应当被放置到哪一个消息队列(MessageQueue)中?
  • 消费者 在消费消息时,应当从哪些消息队列中拉取消息?

消息的系统间传递时,会跨越不同的网络载体,这会导致消息的传播无法保证其有序请

生产者投递策略

轮询算法投递

默认投递方式:基于Queue队列轮询算法投递

默认情况下,采用了最简单的轮询算法,这种算法有个很好的特性就是,保证每一个Queue队列的消息投递数量尽可能均匀,算法如下图所示:

COPY/** * 根据 TopicPublishInfo Topic发布信息对象中维护的index,每次选择队列时,都会递增 * 然后根据 index % queueSize 进行取余,达到轮询的效果 * */ public MessageQueue selectOneMessageQueue(final TopicPublishInfo tpInfo, final String lastBrokerName) { return tpInfo.selectOneMessageQueue(lastBrokerName); } /** * TopicPublishInfo Topic发布信息对象中 */ public class TopicPublishInfo { //基于线程上下文的计数递增,用于轮询目的 private volatile ThreadLocalIndex sendWhichQueue = new ThreadLocalIndex(); public MessageQueue selectOneMessageQueue(final String lastBrokerName) { if (lastBrokerName == null) { return selectOneMessageQueue(); } else { int index = this.sendWhichQueue.getAndIncrement(); for (int i = 0; i < this.messageQueueList.size(); i++) { //轮询计算 int pos = Math.abs(index++) % this.messageQueueList.size(); if (pos < 0) pos = 0; MessageQueue mq = this.messageQueueList.get(pos); if (!mq.getBrokerName().equals(lastBrokerName)) { return mq; } } return selectOneMessageQueue(); } } public MessageQueue selectOneMessageQueue() { int index = this.sendWhichQueue.getAndIncrement(); int pos = Math.abs(index) % this.messageQueueList.size(); if (pos < 0) pos = 0; return this.messageQueueList.get(pos); } } 
代码示例

RocketMQ默认采用轮询投递策略

COPY/** * 轮询投递策略 */ public class PollingProducer { public static void main(String[] args) throws Exception { //创建一个消息生产者,并设置一个消息生产者组 DefaultMQProducer producer = new DefaultMQProducer("rocket_test_consumer_group"); //指定 NameServer 地址 producer.setNamesrvAddr("127.0.0.1:9876"); //初始化 Producer,整个应用生命周期内只需要初始化一次 producer.start(); for (int i = 0; i < 10; i++) { //创建一条消息对象,指定其主题、标签和消息内容 Message msg = new Message( /* 消息主题名 */ "topicTest", /* 消息标签 */ "TagA", /* 消息内容 */ ("Hello Java demo RocketMQ " + i).getBytes(RemotingHelper.DEFAULT_CHARSET) ); //发送消息并返回结果 SendResult sendResult = producer.send(msg); System.out.println("product: 发送状态:" + sendResult.getSendStatus() + ",存储queue:" + sendResult.getMessageQueue().getQueueId() + ",消息索引:" + i); } // 一旦生产者实例不再被使用则将其关闭,包括清理资源,关闭网络连接等 producer.shutdown(); } } 

打印结果

COPYproduct: 发送状态:SEND_OK,存储queue:0,消息索引:0 product: 发送状态:SEND_OK,存储queue:1,消息索引:1 product: 发送状态:SEND_OK,存储queue:2,消息索引:2 product: 发送状态:SEND_OK,存储queue:3,消息索引:3 product: 发送状态:SEND_OK,存储queue:0,消息索引:4 product: 发送状态:SEND_OK,存储queue:1,消息索引:5 product: 发送状态:SEND_OK,存储queue:2,消息索引:6 product: 发送状态:SEND_OK,存储queue:3,消息索引:7 product: 发送状态:SEND_OK,存储queue:0,消息索引:8 product: 发送状态:SEND_OK,存储queue:1,消息索引:9 

消息投递延迟最小策略

默认投递方式的增强:基于Queue队列轮询算法和消息投递延迟最小的策略投递

默认的投递方式比较简单,但是也暴露了一个问题,就是有些Queue队列可能由于自身数量积压等原因,可能在投递的过程比较长,对于这样的Queue队列会影响后续投递的效果。

基于这种现象,RocketMQ在每发送一个MQ消息后,都会统计一下消息投递的时间延迟,根据这个时间延迟,可以知道往哪些Queue队列投递的速度快。

在这种场景下,会优先使用消息投递延迟最小的策略,如果没有生效,再使用Queue队列轮询的方式。

COPYpublic class MQFaultStrategy { /** * 根据 TopicPublishInfo 内部维护的index,在每次操作时,都会递增, * 然后根据 index % queueList.size(),使用了轮询的基础算法 * */ public MessageQueue selectOneMessageQueue(final TopicPublishInfo tpInfo, final String lastBrokerName) { if (this.sendLatencyFaultEnable) { try { // 从queueid 为 0 开始,依次验证broker 是否有效,如果有效 int index = tpInfo.getSendWhichQueue().getAndIncrement(); for (int i = 0; i < tpInfo.getMessageQueueList().size(); i++) { //基于index和队列数量取余,确定位置 int pos = Math.abs(index++) % tpInfo.getMessageQueueList().size(); if (pos < 0) pos = 0; MessageQueue mq = tpInfo.getMessageQueueList().get(pos); if (latencyFaultTolerance.isAvailable(mq.getBrokerName())) { if (null == lastBrokerName || mq.getBrokerName().equals(lastBrokerName)) return mq; } } // 从延迟容错broker列表中挑选一个容错性最好的一个 broker final String notBestBroker = latencyFaultTolerance.pickOneAtLeast(); int writeQueueNums = tpInfo.getQueueIdByBroker(notBestBroker); if (writeQueueNums > 0) { // 取余挑选其中一个队列 final MessageQueue mq = tpInfo.selectOneMessageQueue(); if (notBestBroker != null) { mq.setBrokerName(notBestBroker); mq.setQueueId(tpInfo.getSendWhichQueue().getAndIncrement() % writeQueueNums); } return mq; } else { latencyFaultTolerance.remove(notBestBroker); } } catch (Exception e) { log.error("Error occurred when selecting message queue", e); } // 取余挑选其中一个队列 return tpInfo.selectOneMessageQueue(); } return tpInfo.selectOneMessageQueue(lastBrokerName); } } 

顺序投递策略

上述两种投递方式属于对消息投递的时序性没有要求的场景,这种投递的速度和效率比较高。而在有些场景下,需要保证同类型消息投递和消费的顺序性。

例如,假设现在有TOPIC topicTest,该 Topic下有4个Queue队列,该Topic用于传递订单的状态变迁,假设订单有状态:未支付已支付发货中(处理中)发货成功发货失败

在时序上,生产者从时序上可以生成如下几个消息:

COPY订单T0000001:未支付 --> 订单T0000001:已支付 --> 订单T0000001:发货中(处理中) --> 订单T0000001:发货失败 

消息发送到MQ中之后,可能由于轮询投递的原因,消息在MQ的存储可能如下:

消息顺序性

这种情况下,我们希望消费者消费消息的顺序和我们发送是一致的,然而,有上述MQ的投递和消费机制,我们无法保证顺序是正确的,对于顺序异常的消息,消费者 即使有一定的状态容错,也不能完全处理好这么多种随机出现组合情况。

基于上述的情况,RockeMQ采用了这种实现方案:对于相同订单号的消息,通过一定的策略,将其放置在一个 queue队列中,然后消费者再采用一定的策略(一个线程独立处理一个queue,保证处理消息的顺序性),能够保证消费的顺序性

消息顺序性问题

至于消费者是如何保证消费的顺序行的,后续再详细展开,我们先看生产者是如何能将相同订单号的消息发送到同一个queue队列的:

生产者在消息投递的过程中,使用了 MessageQueueSelector 作为队列选择的策略接口,其定义如下:

COPYpublic interface MessageQueueSelector { /** * 根据消息体和参数,从一批消息队列中挑选出一个合适的消息队列 * @param mqs 待选择的MQ队列选择列表 * @param msg 待发送的消息体 * @param arg 附加参数 * @return 选择后的队列 */ MessageQueue select(final List<MessageQueue> mqs, final Message msg, final Object arg); } 

相应地,目前RocketMQ提供了如下几种实现:

在这里插入图片描述

默认实现
投递策略 策略实现类 说明
随机分配策略 SelectMessageQueueByRandom 使用了简单的随机数选择算法
基于Hash分配策略 SelectMessageQueueByHash 根据附加参数的Hash值,按照消息队列列表的大小取余数,得到消息队列的index
基于机器机房位置分配策略 SelectMessageQueueByMachineRoom 开源的版本没有具体的实现,基本的目的应该是机器的就近原则分配

现在大概看下策略的代码实现:

COPYpublic class SelectMessageQueueByHash implements MessageQueueSelector { @Override public MessageQueue select(List<MessageQueue> mqs, Message msg, Object arg) { int value = arg.hashCode(); if (value < 0) { value = Math.abs(value); } value = value % mqs.size(); return mqs.get(value); } } 
代码示例

实际的操作代码样例如下,通过订单号作为hash运算对象,就能保证相同订单号的消息能够落在相同的queue队列上

COPYpublic class OrderProducer { private static final List<ProductOrder> orderList = new ArrayList<>(); static { orderList.add(new ProductOrder("XXX001", "订单创建")); orderList.add(new ProductOrder("XXX001", "订单付款")); orderList.add(new ProductOrder("XXX001", "订单完成")); orderList.add(new ProductOrder("XXX002", "订单创建")); orderList.add(new ProductOrder("XXX002", "订单付款")); orderList.add(new ProductOrder("XXX002", "订单完成")); orderList.add(new ProductOrder("XXX003", "订单创建")); orderList.add(new ProductOrder("XXX003", "订单付款")); orderList.add(new ProductOrder("XXX003", "订单完成")); } public static void main(String[] args) throws Exception { //创建一个消息生产者,并设置一个消息生产者组 DefaultMQProducer producer = new DefaultMQProducer("rocket_test_consumer_group"); //指定 NameServer 地址 producer.setNamesrvAddr("127.0.0.1:9876"); //初始化 Producer,整个应用生命周期内只需要初始化一次 producer.start(); for (int i = 0; i < orderList.size(); i++) { //获取当前order ProductOrder order = orderList.get(i); //创建一条消息对象,指定其主题、标签和消息内容 Message message = new Message( /* 消息主题名 */ "topicTest", /* 消息标签 */ order.getOrderId(), /* 消息内容 */ (order.toString()).getBytes(RemotingHelper.DEFAULT_CHARSET) ); //发送消息并返回结果 使用hash选择策略 SendResult sendResult = producer.send(message, new SelectMessageQueueByHash(), order.getOrderId()); System.out.println("product: 发送状态:" + sendResult.getSendStatus() + ",存储queue:" + sendResult.getMessageQueue().getQueueId() + ",orderID:" + order.getOrderId() + ",type:" + order.getType()); } // 一旦生产者实例不再被使用则将其关闭,包括清理资源,关闭网络连接等 producer.shutdown(); } } 

打印结果如下

COPYproduct: 发送状态:SEND_OK,存储queue:3,orderID:XXX001,type:订单创建 product: 发送状态:SEND_OK,存储queue:3,orderID:XXX001,type:订单付款 product: 发送状态:SEND_OK,存储queue:3,orderID:XXX001,type:订单完成 product: 发送状态:SEND_OK,存储queue:2,orderID:XXX002,type:订单创建 product: 发送状态:SEND_OK,存储queue:2,orderID:XXX002,type:订单付款 product: 发送状态:SEND_OK,存储queue:2,orderID:XXX002,type:订单完成 product: 发送状态:SEND_OK,存储queue:1,orderID:XXX003,type:订单创建 product: 发送状态:SEND_OK,存储queue:1,orderID:XXX003,type:订单付款 product: 发送状态:SEND_OK,存储queue:1,orderID:XXX003,type:订单完成 

消费者分配队列

如何为消费者分配queue队列?

RocketMQ对于消费者消费消息有两种形式:

  • BROADCASTING:广播式消费,这种模式下,一个消息会被通知到每一个消费者
  • CLUSTERING: 集群式消费,这种模式下,一个消息最多只会被投递到一个消费者上进行消费 模式如下:

消费者分配队列

广播式的消息模式比较简单,下面我们介绍下集群式。对于使用了消费模式为MessageModel.CLUSTERING进行消费时,需要保证一个消息在整个集群中只需要被消费一次。实际上,在RoketMQ底层,消息指定分配给消费者的实现,是通过queue队列分配给消费者的方式完成的:也就是说,消息分配的单位是消息所在的queue队列。即:

queue队列指定给特定的消费者后,queue队列内的所有消息将会被指定到消费者进行消费。

RocketMQ定义了策略接口AllocateMessageQueueStrategy,对于给定的消费者分组,和消息队列列表消费者列表当前消费者应当被分配到哪些queue队列,定义如下:

COPY/** * 为消费者分配queue的策略算法接口 */ public interface AllocateMessageQueueStrategy { /** * Allocating by consumer id * * @param consumerGroup 当前 consumer群组 * @param currentCID 当前consumer id * @param mqAll 当前topic的所有queue实例引用 * @param cidAll 当前 consumer群组下所有的consumer id set集合 * @return 根据策略给当前consumer分配的queue列表 */ List<MessageQueue> allocate( final String consumerGroup, final String currentCID, final List<MessageQueue> mqAll, final List<String> cidAll ); /** * 算法名称 * * @return The strategy name */ String getName(); } 

相应地,RocketMQ提供了如下几种实现:

消费者分配策略

算法名称 含义
AllocateMessageQueueAveragely 平均分配算法
AllocateMessageQueueAveragelyByCircle 基于环形平均分配算法
AllocateMachineRoomNearby 基于机房临近原则算法
AllocateMessageQueueByMachineRoom 基于机房分配算法
AllocateMessageQueueConsistentHash 基于一致性hash算法
AllocateMessageQueueByConfig 基于配置分配算法

为了讲述清楚上述算法的基本原理,我们先假设一个例子,下面所有的算法将基于这个例子讲解。

假设当前同一个topic下有queue队列 10个,消费者共有4个,如下图所示:

消费者队列分配

下面依次介绍其原理:

平均分配算法

这里所谓的平均分配算法,并不是指的严格意义上的完全平均,如上面的例子中,10个queue,而消费者只有4个,无法是整除关系,除了整除之外的多出来的queue,将依次根据消费者的顺序均摊。

按照上述例子来看,10/4=2,即表示每个消费者平均均摊2个queue;而10%4=2,即除了均摊之外,多出来2个queue还没有分配,那么,根据消费者的顺序consumer-1consumer-2consumer-3consumer-4,则多出来的2个queue将分别给consumer-1consumer-2

最终,分摊关系如下:

  • consumer-1:3个
  • consumer-2:3个
  • consumer-3:2个
  • consumer-4:2个

平均分配算法

其代码实现非常简单:

COPYpublic class AllocateMessageQueueAveragely implements AllocateMessageQueueStrategy { private final InternalLogger log = ClientLogger.getLog(); @Override public List<MessageQueue> allocate(String consumerGroup, String currentCID, List<MessageQueue> mqAll, List<String> cidAll) { if (currentCID == null || currentCID.length() < 1) { throw new IllegalArgumentException("currentCID is empty"); } if (mqAll == null || mqAll.isEmpty()) { throw new IllegalArgumentException("mqAll is null or mqAll empty"); } if (cidAll == null || cidAll.isEmpty()) { throw new IllegalArgumentException("cidAll is null or cidAll empty"); } List<MessageQueue> result = new ArrayList<MessageQueue>(); if (!cidAll.contains(currentCID)) { log.info("[BUG] ConsumerGroup: {} The consumerId: {} not in cidAll: {}", consumerGroup, currentCID, cidAll); return result; } int index = cidAll.indexOf(currentCID); int mod = mqAll.size() % cidAll.size(); int averageSize = mqAll.size() <= cidAll.size() ? 1 : (mod > 0 && index < mod ? mqAll.size() / cidAll.size() + 1 : mqAll.size() / cidAll.size()); int startIndex = (mod > 0 && index < mod) ? index * averageSize : index * averageSize + mod; int range = Math.min(averageSize, mqAll.size() - startIndex); for (int i = 0; i < range; i++) { result.add(mqAll.get((startIndex + i) % mqAll.size())); } return result; } @Override public String getName() { return "AVG"; } } 
演示效果
消费者A
COPYConsumer-线程名称=[32],接收queueId:[0],接收时间:[1608171677558],消息=[Hello Java demo RocketMQ 2] Consumer-线程名称=[34],接收queueId:[1],接收时间:[1608171677580],消息=[Hello Java demo RocketMQ 3] Consumer-线程名称=[36],接收queueId:[0],接收时间:[1608171677655],消息=[Hello Java demo RocketMQ 6] Consumer-线程名称=[38],接收queueId:[1],接收时间:[1608171677679],消息=[Hello Java demo RocketMQ 7] 
消费者B
COPYConsumer-线程名称=[35],接收queueId:[2],接收时间:[1608171677508],消息=[Hello Java demo RocketMQ 0] Consumer-线程名称=[36],接收queueId:[3],接收时间:[1608171677535],消息=[Hello Java demo RocketMQ 1] Consumer-线程名称=[37],接收queueId:[2],接收时间:[1608171677609],消息=[Hello Java demo RocketMQ 4] Consumer-线程名称=[38],接收queueId:[3],接收时间:[1608171677635],消息=[Hello Java demo RocketMQ 5] Consumer-线程名称=[39],接收queueId:[2],接收时间:[1608171677709],消息=[Hello Java demo RocketMQ 8] Consumer-线程名称=[40],接收queueId:[3],接收时间:[1608171677734],消息=[Hello Java demo RocketMQ 9] 

基于环形平均算法

环形平均算法,是指根据消费者的顺序,依次在由queue队列组成的环形图中逐个分配。具体流程如下所示:

基于环形平均算法

这种算法最终分配的结果是:

  • consumer-1: #0,#4,#8
  • consumer-2: #1, #5, # 9
  • consumer-3: #2,#6
  • consumer-4: #3,#7

其代码实现如下所示:

COPY/** * Cycle average Hashing queue algorithm */ public class AllocateMessageQueueAveragelyByCircle implements AllocateMessageQueueStrategy { private final InternalLogger log = ClientLogger.getLog(); @Override public List<MessageQueue> allocate(String consumerGroup, String currentCID, List<MessageQueue> mqAll, List<String> cidAll) { if (currentCID == null || currentCID.length() < 1) { throw new IllegalArgumentException("currentCID is empty"); } if (mqAll == null || mqAll.isEmpty()) { throw new IllegalArgumentException("mqAll is null or mqAll empty"); } if (cidAll == null || cidAll.isEmpty()) { throw new IllegalArgumentException("cidAll is null or cidAll empty"); } List<MessageQueue> result = new ArrayList<MessageQueue>(); if (!cidAll.contains(currentCID)) { log.info("[BUG] ConsumerGroup: {} The consumerId: {} not in cidAll: {}", consumerGroup, currentCID, cidAll); return result; } int index = cidAll.indexOf(currentCID); for (int i = index; i < mqAll.size(); i++) { if (i % cidAll.size() == index) { result.add(mqAll.get(i)); } } return result; } @Override public String getName() { return "AVG_BY_CIRCLE"; } } 
演示效果
设置算法
COPY//设置使用环形hash算法 DefaultMQPushConsumer consumer = new DefaultMQPushConsumer(null, "rocket_test_consumer_group", null, new AllocateMessageQueueAveragelyByCircle()); 
消费者A
COPYConsumer-线程名称=[35],接收queueId:[0],接收时间:[1608171903364],消息=[Hello Java demo RocketMQ 1] Consumer-线程名称=[38],接收queueId:[2],接收时间:[1608171903411],消息=[Hello Java demo RocketMQ 3] Consumer-线程名称=[39],接收queueId:[0],接收时间:[1608171903459],消息=[Hello Java demo RocketMQ 5] Consumer-线程名称=[40],接收queueId:[2],接收时间:[1608171903508],消息=[Hello Java demo RocketMQ 7] Consumer-线程名称=[41],接收queueId:[0],接收时间:[1608171903562],消息=[Hello Java demo RocketMQ 9] 
消费者B
COPYConsumer-线程名称=[28],接收queueId:[3],接收时间:[1608171903346],消息=[Hello Java demo RocketMQ 0] Consumer-线程名称=[30],接收queueId:[1],接收时间:[1608171903393],消息=[Hello Java demo RocketMQ 2] Consumer-线程名称=[32],接收queueId:[3],接收时间:[1608171903443],消息=[Hello Java demo RocketMQ 4] Consumer-线程名称=[34],接收queueId:[1],接收时间:[1608171903490],消息=[Hello Java demo RocketMQ 6] Consumer-线程名称=[36],接收queueId:[3],接收时间:[1608171903540],消息=[Hello Java demo RocketMQ 8] 

一致性hash分配算法

使用这种算法,会将consumer消费者作为Node节点构造成一个hash环,然后queue队列通过这个hash环来决定被分配给哪个consumer消费者

其基本模式如下:

一致性hash分配算法

一致性hash算法用于在分布式系统中,保证数据的一致性而提出的一种基于hash环实现的算法

算法实现上也不复杂,如下图所示:

COPYpublic List<MessageQueue> allocate(String consumerGroup, String currentCID, List<MessageQueue> mqAll, List<String> cidAll) { //省略部分代码 List<MessageQueue> result = new ArrayList<MessageQueue>(); if (!cidAll.contains(currentCID)) { log.info("[BUG] ConsumerGroup: {} The consumerId: {} not in cidAll: {}", consumerGroup, currentCID, cidAll); return result; } Collection<ClientNode> cidNodes = new ArrayList<ClientNode>(); for (String cid : cidAll) { cidNodes.add(new ClientNode(cid)); } //使用consumer id 构造hash环 final ConsistentHashRouter<ClientNode> router; //for building hash ring if (customHashFunction != null) { router = new ConsistentHashRouter<ClientNode>(cidNodes, virtualNodeCnt, customHashFunction); } else { router = new ConsistentHashRouter<ClientNode>(cidNodes, virtualNodeCnt); } //依次为 队列分配 consumer List<MessageQueue> results = new ArrayList<MessageQueue>(); for (MessageQueue mq : mqAll) { ClientNode clientNode = router.routeNode(mq.toString()); if (clientNode != null && currentCID.equals(clientNode.getKey())) { results.add(mq); } } return results; } 
演示效果
设置算法
COPY//设置使用环形hash算法 DefaultMQPushConsumer consumer = new DefaultMQPushConsumer(null, "rocket_test_consumer_group", null, new AllocateMessageQueueConsistentHash()); 
消费者A
COPYConsumer-线程名称=[29],接收queueId:[0],接收时间:[1608172067310],消息=[Hello Java demo RocketMQ 0] Consumer-线程名称=[31],接收queueId:[1],接收时间:[1608172067323],消息=[Hello Java demo RocketMQ 1] Consumer-线程名称=[33],接收queueId:[2],接收时间:[1608172067345],消息=[Hello Java demo RocketMQ 2] Consumer-线程名称=[37],接收queueId:[0],接收时间:[1608172067395],消息=[Hello Java demo RocketMQ 4] Consumer-线程名称=[39],接收queueId:[1],接收时间:[1608172067418],消息=[Hello Java demo RocketMQ 5] Consumer-线程名称=[40],接收queueId:[2],接收时间:[1608172067443],消息=[Hello Java demo RocketMQ 6] Consumer-线程名称=[41],接收queueId:[0],接收时间:[1608172067494],消息=[Hello Java demo RocketMQ 8] Consumer-线程名称=[42],接收queueId:[1],接收时间:[1608172067518],消息=[Hello Java demo RocketMQ 9] 
消费者B
COPYConsumer-线程名称=[28],接收queueId:[3],接收时间:[1608172067383],消息=[Hello Java demo RocketMQ 3] Consumer-线程名称=[30],接收queueId:[3],接收时间:[1608172067475],消息=[Hello Java demo RocketMQ 7] 

机房临近分配算法

该算法使用了装饰者设计模式,对分配策略进行了增强。一般在生产环境,如果是微服务架构下,RocketMQ集群的部署可能是在不同的机房中部署,其基本结构可能如下图所示:

机房临近分配

对于跨机房的场景,会存在网络、稳定性和隔离心的原因,该算法会根据queue的部署机房位置和消费者consumer的位置,过滤出当前消费者consumer相同机房的queue队列,然后再结合上述的算法,如基于平均分配算法在queue队列子集的基础上再挑选。相关代码实现如下:

COPY@Override public List<MessageQueue> allocate(String consumerGroup, String currentCID, List<MessageQueue> mqAll, List<String> cidAll) { //省略部分代码 List<MessageQueue> result = new ArrayList<MessageQueue>(); //将MQ按照 机房进行分组 Map<String/*machine room */, List<MessageQueue>> mr2Mq = new TreeMap<String, List<MessageQueue>>(); for (MessageQueue mq : mqAll) { String brokerMachineRoom = machineRoomResolver.brokerDeployIn(mq); if (StringUtils.isNoneEmpty(brokerMachineRoom)) { if (mr2Mq.get(brokerMachineRoom) == null) { mr2Mq.put(brokerMachineRoom, new ArrayList<MessageQueue>()); } mr2Mq.get(brokerMachineRoom).add(mq); } else { throw new IllegalArgumentException("Machine room is null for mq " + mq); } } //将消费者 按照机房进行分组 Map<String/*machine room */, List<String/*clientId*/>> mr2c = new TreeMap<String, List<String>>(); for (String cid : cidAll) { String consumerMachineRoom = machineRoomResolver.consumerDeployIn(cid); if (StringUtils.isNoneEmpty(consumerMachineRoom)) { if (mr2c.get(consumerMachineRoom) == null) { mr2c.put(consumerMachineRoom, new ArrayList<String>()); } mr2c.get(consumerMachineRoom).add(cid); } else { throw new IllegalArgumentException("Machine room is null for consumer id " + cid); } } List<MessageQueue> allocateResults = new ArrayList<MessageQueue>(); //1.过滤出当前机房内的MQ队列子集,在此基础上使用分配算法挑选 String currentMachineRoom = machineRoomResolver.consumerDeployIn(currentCID); List<MessageQueue> mqInThisMachineRoom = mr2Mq.remove(currentMachineRoom); List<String> consumerInThisMachineRoom = mr2c.get(currentMachineRoom); if (mqInThisMachineRoom != null && !mqInThisMachineRoom.isEmpty()) { allocateResults.addAll(allocateMessageQueueStrategy.allocate(consumerGroup, currentCID, mqInThisMachineRoom, consumerInThisMachineRoom)); } //2.不在同一机房,按照一般策略进行操作 for (String machineRoom : mr2Mq.keySet()) { if (!mr2c.containsKey(machineRoom)) { // no alive consumer in the corresponding machine room, so all consumers share these queues allocateResults.addAll(allocateMessageQueueStrategy.allocate(consumerGroup, currentCID, mr2Mq.get(machineRoom), cidAll)); } } return allocateResults; } 
基于机房分配算法

该算法适用于属于同一个机房内部的消息,去分配queue。这种方式非常明确,基于上面的机房临近分配算法的场景,这种更彻底,直接指定基于机房消费的策略。这种方式具有强约定性,比如broker名称按照机房的名称进行拼接,在算法中通过约定解析进行分配。

其代码实现如下:

COPY/** * Computer room Hashing queue algorithm, such as Alipay logic room */ public class AllocateMessageQueueByMachineRoom implements AllocateMessageQueueStrategy { private Set<String> consumeridcs; @Override public List<MessageQueue> allocate(String consumerGroup, String currentCID, List<MessageQueue> mqAll, List<String> cidAll) { List<MessageQueue> result = new ArrayList<MessageQueue>(); int currentIndex = cidAll.indexOf(currentCID); if (currentIndex < 0) { return result; } List<MessageQueue> premqAll = new ArrayList<MessageQueue>(); for (MessageQueue mq : mqAll) { String[] temp = mq.getBrokerName().split("@"); if (temp.length == 2 && consumeridcs.contains(temp[0])) { premqAll.add(mq); } } int mod = premqAll.size() / cidAll.size(); int rem = premqAll.size() % cidAll.size(); int startIndex = mod * currentIndex; int endIndex = startIndex + mod; for (int i = startIndex; i < endIndex; i++) { result.add(mqAll.get(i)); } if (rem > currentIndex) { result.add(premqAll.get(currentIndex + mod * cidAll.size())); } return result; } @Override public String getName() { return "MACHINE_ROOM"; } public Set<String> getConsumeridcs() { return consumeridcs; } public void setConsumeridcs(Set<String> consumeridcs) { this.consumeridcs = consumeridcs; } } 

基于配置分配算法

这种算法单纯基于配置的,非常简单,实际使用中可能用途不大。代码如下:

COPYpublic class AllocateMessageQueueByConfig implements AllocateMessageQueueStrategy { private List<MessageQueue> messageQueueList; @Override public List<MessageQueue> allocate(String consumerGroup, String currentCID, List<MessageQueue> mqAll, List<String> cidAll) { return this.messageQueueList; } @Override public String getName() { return "CONFIG"; } public List<MessageQueue> getMessageQueueList() { return messageQueueList; } public void setMessageQueueList(List<MessageQueue> messageQueueList) { this.messageQueueList = messageQueueList; } } 

消费者如何指定分配算法

消费者构造方法

在DefaultMQPushConsumer构造方法中可以传入分配策略

默认情况下,消费者使用的是AllocateMessageQueueAveragely算法,也可以自己指定:

COPYpublic class DefaultMQPushConsumer{ /** * Default constructor. */ public DefaultMQPushConsumer() { this(MixAll.DEFAULT_CONSUMER_GROUP, null, new AllocateMessageQueueAveragely()); } /** * Constructor specifying consumer group, RPC hook and message queue allocating algorithm. * * @param consumerGroup Consume queue. * @param rpcHook RPC hook to execute before each remoting command. * @param allocateMessageQueueStrategy message queue allocating algorithm. */ public DefaultMQPushConsumer(final String consumerGroup, RPCHook rpcHook, AllocateMessageQueueStrategy allocateMessageQueueStrategy) { this.consumerGroup = consumerGroup; this.allocateMessageQueueStrategy = allocateMessageQueueStrategy; defaultMQPushConsumerImpl = new DefaultMQPushConsumerImpl(this, rpcHook); } } 

我们看到默认使用了AllocateMessageQueueAveragely平均分配策略

使用其他分配策略

如果需要使用其他分配策略,使用方式如下

本文由传智教育博学谷狂野架构师教研团队发布。

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