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  • RocketMQ详解

    原文链接:http://www.cnblogs.com/xiaodf/p/5075167.html

    简介

    官方简介:

    1.   RocketMQ是一款分布式、队列模型的消息中间件,具有以下特点:
    2.  能够保证严格的消息顺序
    3.  提供丰富的消息拉取模式
    4.  高效的订阅者水平扩展能力
    5.  实时的消息订阅机制
    6.  亿级消息堆积能力

    二、网络架构

     

    三、特性

    1.      nameserver

    相对来说,nameserver的稳定性非常高。原因有二:

    1 、nameserver互相独立,彼此没有通信关系,单台nameserver挂掉,不影响其他nameserver,即使全部挂掉,也不影响业务系统使用。无状态

    2 、nameserver不会有频繁的读写,所以性能开销非常小,稳定性很高。

    2.      broker

    与nameserver关系

    • 连接
      •      单个broker和所有nameserver保持长连接
    • 心跳
      •      心跳间隔:每隔30秒(此时间无法更改)向所有nameserver发送心跳,心跳包含了自身的topic配置信息。
      •      心跳超时:nameserver每隔10秒钟(此时间无法更改),扫描所有还存活的broker连接,若某个连接2分钟内(当前时间与最后更新时间差值超过2分钟,此时间无法更改)没有发送心跳数据,则断开连接。
    •  断开
      •      时机:broker挂掉;心跳超时导致nameserver主动关闭连接
      •      动作:一旦连接断开,nameserver会立即感知,更新topc与队列的对应关系,但不会通知生产者和消费者

    负载均衡

    •  一个topic分布在多个broker上,一个broker可以配置多个topic,它们是多对多的关系。 
    •  如果某个topic消息量很大,应该给它多配置几个队列,并且尽量多分布在不同broker上,减轻某个broker的压力。
    •  topic消息量都比较均匀的情况下,如果某个broker上的队列越多,则该broker压力越大。

    可用性

       由于消息分布在各个broker上,一旦某个broker宕机,则该broker上的消息读写都会受到影响。所以rocketmq提供了master/slave的结构,salve定时从master同步数据,如果master宕机,则slave提供消费服务,但是不能写入消息,此过程对应用透明,由rocketmq内部解决。

    这里有两个关键点:

    • 一旦某个broker master宕机,生产者和消费者多久才能发现?受限于rocketmq的网络连接机制,默认情况下,最多需要30秒,但这个时间可由应用设定参数来缩短时间。这个时间段内,发往该broker的消息都是失败的,而且该broker的消息无法消费,因为此时消费者不知道该broker已经挂掉。
    •  消费者得到master宕机通知后,转向slave消费(重定向,对于2次开发者透明),但是slave不能保证master的消息100%都同步过来了,因此会有少量的消息丢失。但是消息最终不会丢的,一旦master恢复,未同步过去的消息会被消费掉。

    可靠性

    •  所有发往broker的消息,有同步刷盘和异步刷盘机制,总的来说,可靠性非常高
    •  同步刷盘时,消息写入物理文件才会返回成功,因此非常可靠
    •  异步刷盘时,只有机器宕机,才会产生消息丢失,broker挂掉可能会发生,但是机器宕机崩溃是很少发生的,除非突然断电

    消息清理

    • 扫描间隔
      •      默认10秒,由broker配置参数cleanResourceInterval决定
    •  空间阈值
      •      物理文件不能无限制的一直存储在磁盘,当磁盘空间达到阈值时,不再接受消息,broker打印出日志,消息发送失败,阈值为固定值85%
    •  清理时机
      •      默认每天凌晨4点,由broker配置参数deleteWhen决定;或者磁盘空间达到阈值
    •  文件保留时长
      •      默认72小时,由broker配置参数fileReservedTime决定

    读写性能

    •  文件内存映射方式操作文件,避免read/write系统调用和实时文件读写,性能非常高
    • 永远一个文件在写,其他文件在读
    •  顺序写,随机读
    •  利用linux的sendfile???mmap+write吧机制,将消息内容直接输出到sokect管道,避免系统调用

    系统特性

    •  大内存,内存越大性能越高,否则系统swap会成为性能瓶颈
    •  IO密集
    •  cpu load高,使用率低,因为cpu占用后,大部分时间在IO WAIT
    •  磁盘可靠性要求高,为了兼顾安全和性能,采用RAID10阵列
    •  磁盘读取速度要求快,要求高转速大容量磁盘

    3.      消费者

    与nameserver关系

    •   连接
      •      单个消费者和一台nameserver保持长连接,定时查询topic配置信息,如果该nameserver挂掉,消费者会自动连接下一个nameserver,直到有可用连接为止,并能自动重连。
    • 心跳
      • 与nameserver没有心跳
    •  轮询时间
      • 默认情况下,消费者每隔30秒从nameserver获取所有topic的最新队列情况,这意味着某个broker如果宕机,客户端最多要30秒才能感知。该时间由DefaultMQPushConsumer的pollNameServerInteval参数决定,可手动配置。

    与broker关系

    •  连接
      • 单个消费者和该消费者关联的所有broker保持长连接。
    • 心跳
      • 默认情况下,消费者每隔30秒向所有broker发送心跳,该时间由DefaultMQPushConsumer的heartbeatBrokerInterval参数决定,可手动配置。broker每隔10秒钟(此时间无法更改),扫描所有还存活的连接,若某个连接2分钟内(当前时间与最后更新时间差值超过2分钟,此时间无法更改)没有发送心跳数据,则关闭连接,并向该消费者分组的所有消费者发出通知,分组内消费者重新分配队列继续消费
    •  断开
      • 时机:消费者挂掉;心跳超时导致broker主动关闭连接
      • 动作:一旦连接断开,broker会立即感知到,并向该消费者分组的所有消费者发出通知,分组内消费者重新分配队列继续消费

    负载均衡

    集群消费模式下,一个消费者集群多台机器共同消费一个topic的多个队列,一个队列只会被一个消费者消费。如果某个消费者挂掉,分组内其它消费者会接替挂掉的消费者继续消费。

    消费机制

    •  本地队列
      •         消费者不间断的从broker拉取消息,消息拉取到本地队列,然后本地消费线程消费本地消息队列,只是一个异步过程,拉取线程不会等待本地消费线程,这种模式实时性非常高(本地消息队列达到解耦的效果,响应时间减少)。对消费者对本地队列有一个保护,因此本地消息队列不能无限大,否则可能会占用大量内存,本地队列大小由DefaultMQPushConsumer的pullThresholdForQueue属性控制,默认1000,可手动设置。
    •  轮询间隔
      •      消息拉取线程每隔多久拉取一次?间隔时间由DefaultMQPushConsumer的pullInterval属性控制,默认为0,可手动设置。
    • 消息消费数量
      •      监听器每次接受本地队列的消息是多少条?这个参数由DefaultMQPushConsumer的consumeMessageBatchMaxSize属性控制,默认为1,可手动设置。

    消费进度存储

         每隔一段时间将各个队列的消费进度存储到对应的broker上,该时间由DefaultMQPushConsumer的persistConsumerOffsetInterval属性控制,默认为5秒,可手动设置。

    如果一个topic在某broker上有3个队列,一个消费者消费这3个队列,那么该消费者和这个broker有几个连接?

         一个连接,消费单位与队列相关,消费连接只跟broker相关,事实上,消费者将所有队列的消息拉取任务放到本地的队列,挨个拉取,拉取完毕后,又将拉取任务放到队尾,然后执行下一个拉取任务

    4.      生产者

    与nameserver关系

    • 连接
      •      单个生产者者和一台nameserver保持长连接,定时查询topic配置信息,如果该nameserver挂掉,生产者会自动连接下一个nameserver,直到有可用连接为止,并能自动重连。
    • 轮询时间
      • 默认情况下,生产者每隔30秒从nameserver获取所有topic的最新队列情况,这意味着某个broker如果宕机,生产者最多要30秒才能感知,在此期间,发往该broker的消息发送失败。该时间由DefaultMQProducer的pollNameServerInteval参数决定,可手动配置。
    •   心跳
      • 与nameserver没有心跳

    与broker关系

    •  连接
      • 单个生产者和该生产者关联的所有broker保持长连接。
    • 心跳
      • 默认情况下,生产者每隔30秒向所有broker发送心跳,该时间由DefaultMQProducer的heartbeatBrokerInterval参数决定,可手动配置。broker每隔10秒钟(此时间无法更改),扫描所有还存活的连接,若某个连接2分钟内(当前时间与最后更新时间差值超过2分钟,此时间无法更改)没有发送心跳数据,则关闭连接。
    • 连接断开
      • 移除broker上的生产者信息

    负载均衡

         生产者时间没有关系,每个生产者向队列轮流发送消息

    四、Broker集群配置方式及优缺点

    1.      单个 Master

       这种方式风险较大,一旦Broker 重启或者宕机时,会导致整个服务不可用,不建议线上环境使用。

    2.      多 Master 模式

       一个集群无 Slave,全是 Master,例如 2 个 Master 或者 3 个 Master

       优点:配置简单,单个Master 宕机或重启维护对应用无影响,在磁盘配置为 RAID10 时,即使机器宕机不可恢复情况下,由与 RAID10 磁盘非常可靠,消息也不会丢(异步刷盘丢失少量消息,同步刷盘一条不丢)。性能最高。

       缺点:单台机器宕机期间,这台机器上未被消费的消息在机器恢复之前不可订阅,消息实时性会受到受到影响。

       ###  先启动 NameServer,例如机器 IP 为:172.16.8.106:9876

     

    nohup sh mqnamesrv &

       ###  在机器 A,启动第一个 Master

     

    nohup sh mqbroker -n 172.16.8.106:9876 -c$ROCKETMQ_HOME/conf/2m-noslave/broker-a.properties &

       ###  在机器 B,启动第二个 Master

     

    nohup sh mqbroker -n 172.16.8.106:9876 -c$ROCKETMQ_HOME/conf/2m-noslave/broker-b.properties &


    3.      多 Master 多 Slave 模式,异步复制

       每个 Master 配置一个 Slave,有多对Master-Slave,HA 采用异步复制方式,主备有短暂消息延迟,毫秒级。

       优点:即使磁盘损坏,消息丢失的非常少,且消息实时性不会受影响,因为 Master 宕机后,消费者仍然可以从 Slave 消费,此过程对应用透明。不需要人工干预。性能同多 Master 模式几乎一样。

       缺点:Master 宕机,磁盘损坏情况,会丢失少量消息。

       ###  先启动 NameServer,例如机器 IP 为:172.16.8.106:9876

     

    nohup sh mqnamesrv &

       ###  在机器 A,启动第一个 Master

     

    nohup sh mqbroker -n 172.16.8.106:9876 -c$ROCKETMQ_HOME/conf/2m-2s-async/broker-a.properties &

       ###  在机器 B,启动第二个 Master

     

    nohup sh mqbroker -n 172.16.8.106:9876 -c$ROCKETMQ_HOME/conf/2m-2s-async/broker-b.properties &

       ###  在机器 C,启动第一个 Slave

     

    nohup sh mqbroker -n 172.16.8.106:9876 -c$ROCKETMQ_HOME/conf/2m-2s-async/broker-a-s.properties &

       ###  在机器 D,启动第二个 Slave

     

    nohup sh mqbroker -n 172.16.8.106:9876 -c$ROCKETMQ_HOME/conf/2m-2s-async/broker-b-s.properties &


    4.      多 Master 多 Slave 模式,同步双写

       每个 Master 配置一个 Slave,有多对Master-Slave,HA 采用同步双写方式,主备都写成功,向应用返回成功。

       优点:数据与服务都无单点,Master宕机情况下,消息无延迟,服务可用性与数据可用性都非常高

       缺点:性能比异步复制模式略低,大约低 10%左右,发送单个消息的 RT 会略高。目前主宕机后,备机不能自动切换为主机,后续会支持自动切换功能。

       ###  先启动 NameServer,例如机器 IP 为:172.16.8.106:9876

     

    nohup sh mqnamesrv &

       ###  在机器 A,启动第一个 Master

     

    nohup sh mqbroker -n 172.16.8.106:9876 -c$ROCKETMQ_HOME/conf/2m-2s-sync/broker-a.properties &

       ###  在机器 B,启动第二个 Master

     

    nohup sh mqbroker -n 172.16.8.106:9876 -c$ROCKETMQ_HOME/conf/2m-2s-sync/broker-b.properties &

       ###  在机器 C,启动第一个 Slave

     

    nohup sh mqbroker -n 172.16.8.106:9876 -c$ROCKETMQ_HOME/conf/2m-2s-sync/broker-a-s.properties &

       ###  在机器 D,启动第二个 Slave

     

    nohup sh mqbroker -n 172.16.8.106:9876 -c$ROCKETMQ_HOME/conf/2m-2s-sync/broker-b-s.properties &

       以上 Broker 与 Slave 配对是通过指定相同的brokerName 参数来配对,Master 的 BrokerId 必须是 0,Slave的BrokerId 必须是大与 0 的数。另外一个 Master 下面可以挂载多个 Slave,同一 Master 下的多个 Slave 通过指定不同的 BrokerId 来区分。

    参数信息,仅供参考

    2.      客户端的公共配置类:ClientConfig

    参数名

    默认值

    说明

    NamesrvAddr

     

    NameServer地址列表,多个nameServer地址用分号隔开

    clientIP

    本机IP

    客户端本机IP地址,某些机器会发生无法识别客户端IP地址情况,需要应用在代码中强制指定

    instanceName

    DEFAULT

    客户端实例名称,客户端创建的多个Producer,Consumer实际是共用一个内部实例(这个实例包含网络连接,线程资源等)

    clientCallbackExecutorThreads

    4

    通信层异步回调线程数

    pollNameServerInteval

    30000

    轮训Name Server 间隔时间,单位毫秒

    heartbeatBrokerInterval

    30000

    向Broker发送心跳间隔时间,单位毫秒

    persistConsumerOffsetInterval

    5000

    持久化Consumer消费进度间隔时间,单位毫秒

     

    3.      Producer配置

    参数名

    默认值

    说明

    producerGroup

    DEFAULT_PRODUCER

    Producer组名,多个Producer如果属于一个应用,发送同样的消息,则应该将它们归为同一组。

    createTopicKey

    TBW102

    在发送消息时,自动创建服务器不存在的topic,需要指定key

    defaultTopicQueueNums

    4

    在发送消息时,自动创建服务器不存在的topic,默认创建的队列数

    sendMsgTimeout

    10000

    发送消息超时时间,单位毫秒

    compressMsgBodyOverHowmuch

    4096

    消息Body超过多大开始压缩(Consumer收到消息会自动解压缩),单位字节

    retryAnotherBrokerWhenNotStoreOK

    FALSE

    如果发送消息返回sendResult,但是sendStatus!=SEND_OK,是否重试发送

    maxMessageSize

    131072

    客户端限制的消息大小,超过报错,同时服务端也会限制(默认128K)

    transactionCheckListener

     

    事物消息回查监听器,如果发送事务消息,必须设置

    checkThreadPoolMinSize

    1

    Broker回查Producer事务状态时,线程池大小

    checkThreadPoolMaxSize

    1

    Broker回查Producer事务状态时,线程池大小

    checkRequestHoldMax

    2000

    Broker回查Producer事务状态时,Producer本地缓冲请求队列大小

     

    4.      PushConsumer配置

     

    参数名

     

    默认值

     

    说明

    consumerGroup

    DEFAULT_CONSUMER

    Consumer组名,多个Consumer如果属于一个应用,订阅同样的消息,且消费逻辑一致,则应将它们归为同一组

    messageModel

    CLUSTERING

    消息模型,支持以下两种1.集群消费2.广播消费

    consumeFromWhere

    CONSUME_FROM_LAST_OFFSET

    Consumer启动后,默认从什么位置开始消费

    allocateMessageQueueStrategy

    AllocateMessageQueueAveragely

    Rebalance算法实现策略

    Subscription

    {}

    订阅关系

    messageListener

     

    消息监听器

    offsetStore

     

    消费进度存

    consumeThreadMin

    10

    消费线程池数量

    consumeThreadMax

    20

    消费线程池数量

    consumeConcurrentlyMaxSpan

    2000

    单队列并行消费允许的最大跨度

    pullThresholdForQueue

    1000

    拉消息本地队列缓存消息最大数

    Pullinterval

    0

    拉消息间隔,由于是长轮询,所以为0,但是如果应用了流控,也可以设置大于0的值,单位毫秒

    consumeMessageBatchMaxSize

    1

    批量消费,一次消费多少条消息

    pullBatchSize

    32

    批量拉消息,一次最多拉多少条

     

     

    5.      PullConsumer配置

     

    参数名

     

    默认值

     

    说明

    consumerGroup

     

    Conusmer组名,多个Consumer如果属于一个应用,订阅同样的消息,且消费逻辑一致,则应该将它们归为同一组

    brokerSuspendMaxTimeMillis

    20000

    长轮询,Consumer拉消息请求在Broker挂起最长时间,单位毫秒

    consumerPullTimeoutMillis

    10000

    非长轮询,拉消息超时时间,单位毫秒

    consumerTimeoutMillisWhenSuspend

    30000

    长轮询,Consumer拉消息请求咋broker挂起超过指定时间,客户端认为超时,单位毫秒

    messageModel

    BROADCASTING

    消息模型,支持以下两种:1集群消费 2广播模式

    messageQueueListener

     

    监听队列变化

    offsetStore

     

    消费进度存储

    registerTopics

     

    注册的topic集合

    allocateMessageQueueStrategy

     

    Rebalance算法实现策略

     

     

    6.      Broker配置参数

    查看Broker默认配置

    sh mqbroker -m

     

     

    参数名

     

    默认值

     

    说明

    consumerGroup

     

    Conusmer组名,多个Consumer如果属于一个应用,订阅同样的消息,且消费逻辑一致,则应该将它们归为同一组

    listenPort

    10911

    Broker对外服务的监听端口

    namesrvAddr

    Null

    Name Server地址

    brokerIP1

    本机IP

    本机IP地址,默认系统自动识别,但是某些多网卡机器会存在识别错误的情况,这种情况下可以人工配置。

    brokerName

    本机主机名

     

    brokerClusterName

    DefaultCluster

    Broker所属哪个集群

    brokerId

    0

    BrokerId,必须是大等于0的整数,0表示Master,>0表示Slave,一个Master可以挂多个Slave,Master和Slave通过BrokerName来配对

    storePathCommitLog

    $HOME/store/commitlog

    commitLog存储路径

    storePathConsumeQueue

    $HOME/store/consumequeue

    消费队列存储路径

    storePathIndex

    $HOME/store/index

    消息索引存储队列

    deleteWhen

    4

    删除时间时间点,默认凌晨4点

    fileReservedTime

    48

    文件保留时间,默认48小时

    maxTransferBytesOnMessageInMemory

    262144

    单次pull消息(内存)传输的最大字节数

    maxTransferCountOnMessageInMemory

    32

    单次pull消息(内存)传输的最大条数

    maxTransferBytesOnMessageInMemory

    65535

    单次pull消息(磁盘)传输的最大字节数

    maxTransferCountOnMessageInDisk

    8

    单次pull消息(磁盘)传输的最大条数

    messageIndexEnable

    TRUE

    是否开启消息索引功能

    messageIndexSafe

    FALSE

    是否提供安全的消息索引机制,索引保证不丢

    brokerRole

    ASYNC_MASTER

    Broker的角色

    -ASYNC_MASTER异步复制Master

    -SYNC_MASTER同步双写Master

    -SLAVE

    flushDiskType

    ASYNC_FLUSH

    刷盘方式

    -ASYNC_FLUSH异步刷盘

    -SYNC_FLUSH同步刷盘

    cleanFileForciblyEnable

    TRUE

    磁盘满,且无过期文件情况下TRUE表示强制删除文件,优先保证服务可用

    FALSE标记服务不可用,文件不删除

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