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  • 源码分析 RocketMQ DLedger 多副本存储实现

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    RocketMQ DLedger 的存储实现思路与 RocketMQ 的存储实现思路相似,本文就不再从源码角度详细剖析其实现,只是点出其实现关键点。我们不妨简单回顾一下 CommitLog 文件、ConsumeQueue 文件设计思想。

    其文件组成形式如下:
    在这里插入图片描述
    正如上图所示,多个 commitlog 文件组成一个逻辑上的连续文件,使用 MappedFileQueue 表示,单个 commitlog 文件使用 MappedFile 表示。

    温馨提示:如果想详细了解 RocketMQ 关于存储部分的讲解,可以关注笔者的《RocketMQ 技术内幕》一书。

    1、DLedger 存储相关类图

    在这里插入图片描述

    1.1 DLedgerStore

    存储抽象类,定义如下核心方法:

    • public abstract DLedgerEntry appendAsLeader(DLedgerEntry entry)
      向主节点追加日志(数据)。
    • public abstract DLedgerEntry appendAsFollower(DLedgerEntry entry, long leaderTerm, String leaderId)
      向从节点同步日志。
    • public abstract DLedgerEntry get(Long index)
      根据日志下标查找日志。
    • public abstract long getCommittedIndex()
      获取已提交的下标。
    • public abstract long getLedgerEndTerm()
      获取 Leader 当前最大的投票轮次。
    • public abstract long getLedgerEndIndex()
      获取 Leader 下一条日志写入的下标(最新日志的下标)。
    • public abstract long getLedgerBeginIndex()
      获取 Leader 第一条消息的下标。
    • public void updateCommittedIndex(long term, long committedIndex)
      更新commitedIndex的值,为空实现,由具体的存储子类实现。
    • protected void updateLedgerEndIndexAndTerm()
      更新 Leader 维护的 ledgerEndIndex 和 ledgerEndTerm 。
    • public void flush()
      刷写,空方法,由具体子类实现。
    • public long truncate(DLedgerEntry entry, long leaderTerm, String leaderId)
      删除日志,空方法,由具体子类实现。
    • public void startup()
      启动存储管理器,空方法,由具体子类实现。
    • public void shutdown()
      关闭存储管理器,空方法,由具体子类实现。

    1.2 DLedgerMemoryStore

    Dledger 基于内存实现的日志存储。

    1.3 DLedgerMmapFileStore

    基于文件内存映射机制的存储实现。其核心属性如下:

    • long ledgerBeginIndex = -1
      日志的起始索引,默认为 -1。
      l- ong ledgerEndIndex = -1
      下一条日志下标,默认为 -1。
    • long committedIndex = -1
      已提交的日志索引。
    • long ledgerEndTerm
      当前最大的投票轮次。
    • DLedgerConfig dLedgerConfig
      DLedger 的配置信息。
    • MemberState memberState
      状态机。
    • MmapFileList dataFileList
      日志文件(数据文件)的内存映射Queue。
    • MmapFileList indexFileList
      索引文件的内存映射文件集合。(可对标 RocketMQ MappedFIleQueue )。
    • ThreadLocal< ByteBuffer> localIndexBuffer
      本地线程变量,用来缓存索引ByteBuffer。
    • ThreadLocal< ByteBuffer> localEntryBuffer
      本地线程变量,用来缓存数据索引ByteBuffer。
    • FlushDataService flushDataService
      数据文件刷盘线程。
    • CleanSpaceService cleanSpaceService
      清除过期日志文件线程。
    • boolean isDiskFull = false
      磁盘是否已满。
    • long lastCheckPointTimeMs
      上一次检测点(时间戳)。
    • AtomicBoolean hasLoaded
      是否已经加载,主要用来避免重复加载(初始化)日志文件。
    • AtomicBoolean hasRecovered
      是否已恢复。

    2、DLedger 存储 对标 RocketMQ 存储

    存储部分主要包含存储映射文件、消息存储格式、刷盘、文件加载与文件恢复、过期文件删除等,由于这些内容在 RocketMQ 存储部分都已详细介绍,故本文点到为止,其对应的参考映射如下:
    在这里插入图片描述
    在 RocketMQ 中使用 MappedFile 来表示一个物理文件,而在 DLedger 中使用 DefaultMmapFIle 来表示一个物理文件。

    在 RocketMQ 中使用 MappedFile 来表示多个物理文件(逻辑上连续),而在 DLedger 中则使用MmapFileList。

    在 RocketMQ 中使用 DefaultMessageStore 来封装存储逻辑,而在 DLedger 中则使用DLedgerMmapFileStore来封装存储逻辑。

    在 RocketMQ 中使用 Commitlog$FlushCommitLogService 来实现 commitlog 文件的刷盘,而在 DLedger 中则使用DLedgerMmapFileStore$FlushDataService来实现文件刷盘。

    在 RocketMQ 中使用 DefaultMessageStore$CleanCommitlogService 来实现 commitlog 过期文件的删除,而 DLedger 中则使用 DLedgerMmapFileStore$CleanSpaceService来实现。

    由于其实现原理相同,上述部分已经在《RocketMQ 技术内幕》第4章中详细剖析,故这里就不重复分析了。

    3、DLedger 数据存储格式

    在这里插入图片描述
    存储格式字段的含义如下:

    • magic
      魔数,4字节。
    • size
      条目总长度,包含 Header(协议头) + 消息体,占4字节。
    • entryIndex
      当前条目的 index,占8字节。
    • entryTerm
      当前条目所属的 投票轮次,占8字节。
    • pos
      该条目的物理偏移量,类似于 commitlog 文件的物理偏移量,占8字节。
    • channel
      保留字段,当前版本未使用,占4字节。
    • chain crc
      当前版本未使用,占4字节。
    • body crc
      body 的 CRC 校验和,用来区分数据是否损坏,占4字节。
    • body size
      用来存储 body 的长度,占4个字节。
    • body
      具体消息的内容。

    源码参考点:DLedgerMmapFileStore#recover、DLedgerEntry、DLedgerEntryCoder。

    4、DLedger 索引存储格式

    在这里插入图片描述
    即一个索引条目占32个字节。

    5、思考

    DLedger 存储相关就介绍到这里,为了与大家增加互动,特提出如下两个思考题,欢迎与作者互动,这些问题将在该系列的后面文章专题探讨。

    1、DLedger 如果整合 RocketMQ 中的 commitlog 文件,使之支持多副本?
    2、从老版本如何升级到新版本,需要考虑哪些因素呢?

    尊敬的读者朋友们,都阅读到这里了,麻烦帮忙点个赞鼓励一下我,谢谢。


    作者介绍:丁威,《RocketMQ技术内幕》作者,RocketMQ 社区布道师,公众号:中间件兴趣圈 维护者,目前已陆续发表源码分析Java集合、Java 并发包(JUC)、Netty、Mycat、Dubbo、RocketMQ、Mybatis等源码专栏。可以点击链接加入中间件知识星球 ,一起探讨高并发、分布式服务架构,交流源码。

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