RocketMQ介绍及其工作原理

RocketMQ是一个开源的分布式消息中间件。

集群架构与角色

rocket1.png

Producer先去NameServer请求,NameServer分配一个Broker给Producer,Producer再去访问对应的Broker。

Broker需要自动上报状态信息到NameServer。

Consumer消费消息时,也要先询问NameServer,获得一个Broker地址,再消费Broker的消息。

  • NameServer
    是无状态的,Broker会向每个NameServer上报自己信息。

  • Broker Server
    Broker分为maser与slave,一个master可以对应多个slave,一个slave只能对应一个master。
    master与slave有相同的brokername,BrokderID=0表示为master,非0表示slave。Broker与NameServer所有节点建立长连接,定时注册Topic信息到所有NameServer.

  • Producer
    与NameServer中一个节点建立长连接,定期从NameServer获取Topic信息,并向提供Topic服务的Master建立长连接,定时发送心跳。Producer无状态

  • Consumer
    与NameServer中一个节点建立长连接,定期从NameServer获取Topic信息,并向提供Topic服务的Master、Slave建立长连接,定时发送心跳。Consumer可以从Master订阅消息,也可以从Slave订阅消息,规则由Broker决定

  • Topic
    区分消息的种类,一个发送者可以发送消息给一个或者多个Topic,一个消息的接受者可以订阅一个或者多个Topic消息

  • Message Queue:
    相当于Topic的分区,用于并行发送和接收消息。

集群工作流程

  1. 启动NameServer后,NameServer会监听端口,等待Broker,Producer,Consumer连上来。
  2. Broker启动,跟所有的NameServer保持长连接,定时发送心跳包。心跳包中包含当前Broker信息以及存储的所有Topic信息。注册成功后,NameServer集群中就有Topic跟Broker的映射关系。
  3. 收到消息前,会先创建Topic,创建Topic时需要指定该Topic要存储在哪些Broker上,也可以在发送消息时自动创建Topic。
  4. Producer发送消息,启动时先跟NameServer集群中的其中一个建立长连接,并从NameServer中获取当前发送的Topic存在哪些Broker上,轮询从队列列表中选择一个队列。然后与队列所在Broker建立长连接,从而向Broker发送消息。
  5. Consumer跟Producer类似,跟其中一台NameServer建立长连接,获取当前订阅Topic存在哪些Broker上,然后直接跟Broker建立连接,开始消费消息。

零拷贝技术

Linux操作系统分为用户态和内核态,文件操作,网络操作需要涉及这两种形态的切换,免不了进行数据复制。
一台服务器把本机磁盘文件的内容发送到客户端,一般分为2个步骤:
(1)读取本地文件内容
(2)将读取的内容通过网络发送出去

这两个看似简单的操作,实际进行了4次数据复制:
(1)从磁盘复制数据到内核态内存
(2)从内核态内存复制到用户态内存
(3)然后从用户态内存复制到网络驱动的内核态内存
(4)最后是从网络驱动的内核态内存复制到网卡中进行传输

零拷贝技术就是将数据直接从内核态复制到网络驱动内核态,可以省去向用户态的内存复制,提高效率。这种机制在Java中是通过DirectByteBuffer实现的。RocketMQ充分利用了上述特性,也就是所谓的“零拷贝”,提高消息存盘和网络发送的速度

但是这个API有一个限制,一次只能映射1.5 - 2G的文件。这也是为何RocketMQ默认设置单个CommitLog日志数据文件为1G的原因。

存储结构

rocket2.png

RocketMQ消息的存储是由ConsumeQueue和CommitLog配合完成的,消息真正的物理存储文件是CommitLog,ConsumeQueue是消息的逻辑队列,类似数据库的索引文件,存储的是指向物理存储的地址。每个Topic下的MessageQueue都有一个对应的ConsumeQueue文件。

  • CommitLog: 存储消息的元数据
  • ConsumeQueue: 存储消息在CommitLog的索引
  • IndexFile: 为消息查询提供了一种通过Key或者时间区域来查询消息的方法。这种通过IndexFile来查找消息的方法不影响发送和消息消费的主流程。

CommitLog的清理:

  1. 消息文件过期(默认72小时),且到达清理时间点(默认凌晨4点),删除过期文件
  2. 消息文件过期(默认72小时),且磁盘空间达到水平线(默认75%),删除过期文件
  3. 磁盘已经达到必须释放上限(85%)的时候,则开始批量清理文件,直到空间充足

刷盘机制

RocketMQ的消息是存储在磁盘上的,这样既能保证断电后恢复,又可以让存储的消息量超出内存的限制。RocketMQ为了提高性能,会尽可能地保证磁盘的顺序写。消息在通过Producer写入MQ的时候,有两种写磁盘方式:

rocket3.png

(1)同步刷盘
在返回写成功状态时,消息已经被写入磁盘。
(2)异步刷盘
在返回写成功状态时,消息可能只是被写入了内存中。写操作的返回块,吞吐量大;当内存里的数据积累到一定程度时,统一触发写磁盘动作,快速写入。

配置:
Broker配置文件里的flushDiskType参数可进行设置

主从复制

如果一个Broker组有Master和Slave,消息需要从Master复制到Slave上,有同步和异步两种复制方式:
(1)同步复制
等Master和Slave均写成功后才反馈客户端写成功状态。
在同步复制方式下,如果Master出故障,Slave上有全部的备份数据,容易恢复。但是同步复制会增加数据写入延迟,降低吞吐量。
(2)异步复制
只要Master写成功就返回写成功状态。
在异步复制方式下,系统拥有较低的延迟和较高的吞吐量,但可能存在数据丢失的风险。

配置:
Broker配置文件里brokerRole参数可进行配置。

顺序消费

一个Topic下可以有多个Queue,消费端可以监听多个queue进行并发消费,一个Queue中的消息是有顺序的,要实现顺序消费,只需要指定对应的一个queue就能实现顺序消费。

©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
平台声明:文章内容(如有图片或视频亦包括在内)由作者上传并发布,文章内容仅代表作者本人观点,简书系信息发布平台,仅提供信息存储服务。
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 230,182评论 6 543
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 99,489评论 3 429
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 178,290评论 0 383
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 63,776评论 1 317
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 72,510评论 6 412
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 55,866评论 1 328
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 43,860评论 3 447
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 43,036评论 0 290
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 49,585评论 1 336
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 41,331评论 3 358
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 43,536评论 1 374
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 39,058评论 5 363
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 44,754评论 3 349
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 35,154评论 0 28
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 36,469评论 1 295
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 52,273评论 3 399
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 48,505评论 2 379

推荐阅读更多精彩内容