RocketMQ原理及源码解析

RocketMQ原理深入:

一、定义：

RocketMQ是一款分布式、队列模型的消息中间件，有以下部分组成：

1、NameServer: 一个几乎无状态的节点，可集群部署，节点之间无任何信息同步

2、Broker:是RocketMQ的核心组成部分，通过轻量级的Topic和队列机制来维护消息存储，Broker支持消息Push和Pull模式。支持千亿级别的消息堆积能力

3、Producer:消息生产者，和NameServer通信获取topic路由信息，和NameServer保持长连接以及和该生产者关联的所有broker保持长连接

4、Consumer:消费者，单个消费者和一台nameserver保持长连接，定时查询topic配置信息，根据topic路由和broker保持长连接

二、Broker集群方式

1、单master模式：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：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。

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。

4、多master多slave、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。

三、RocketMQ架构图：

图片借鉴：

四、RocketMQ源码分析：

1、MQ功能模块：

rocketmq-remoting：通信组件模块，提供通信需要的编码解码器，主要接口：

a、RemotingService：顶级接口

//nettyconfig配置启动NIO监听端口服务（ServerBootstrap）serverBootstrap.bind().sync()

public void start();

//关闭服务端口

public void shutdown();

//注册rpc响应钩子

public void registerRPCHook(RPCHook rpcHook);

b、RemotingServer：实现RemotingService,提供注册请求处理器和调用方式

c、RemotingClient：实现RemotingService,远程通信，Client接口

d、ChannelEventListener：提供链接，关闭，异常，空闲事件监听接口

主要接口图：

Rocketmq-namesrv:对应NameServer服务实例，一些时序图：

rocketmq-broker：Broker集群功能代码

BrokerStartup：启动入口，提供命令参数解析，加载netty server,netty client,broker,messagestore配置初始化

BrokerController:初始化topicManager,consumerOffsetManager加载offset,以及subscriptionGroupManager加载消费组信息，messagestore加载commit log组装consumer queue建立索引

FilterServerManager: 是对rocketmq-filtersrv过滤服务模块封装的接口，提供Tag过滤支持

ConsumerOffsetManager：消费进度管理

SlaveSynchronize：slave从master同步topicConfig、offset进度、delayOffset进度、subscribeptionGroup信息

SubscriptionGroupManager：用来管理订阅组，包括订阅权限等

TopicConfigManager：Topic配置管理

SendMessageProcessor：处理客户端发送消息的请求

QueryMessageProcessor：查询消息请求处理

PullMessageProcessor：拉消息请求处理

ClientManageProcessor：Client注册与注销管理

包路径信息：

broker启动流程：

rocketmq-store：存储层原理

DefaultMessageStore：负责管理consumerqueue,commitlog

ConsumeQueue：由topic和queueId组成

Commitlog:负责消息存储

MapedFileQueue:存储消息对应的位置

MapedFile：消息对应磁盘位置

类图：

存储时序：

rocketmq-client：包括producer和consumer、admin

a、producer:提供了多种发送消息接口（回调，超时，指定MessageQueue），相关类图：

a、Consumer:包括push建立长连接后的被动消费（subscribe），以及pull拉取方式

MessageModel：集群和广播消费模式

以下是接口对比：

Pull拉取时序：

Push时序：最终通过PullMessageService回调注册的回调函数PullCallback,在调用consumer注册的回调listener