rocketmq原理：name server ，broker， producer， consumer之间通信_rocketmq nameserver broker连接数

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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

   ###  在机器 A，启动第一个 Master

   ###  在机器 B，启动第二个 Master

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

   ###  在机器 A，启动第一个 Master

   ###  在机器 B，启动第二个 Master

   ###  在机器 C，启动第一个 Slave

   ###  在机器 D，启动第二个 Slave

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

   ###  在机器 A，启动第一个 Master

   ###  在机器 B，启动第二个 Master

   ###  在机器 C，启动第一个 Slave

   ###  在机器 D，启动第二个 Slave

   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

 

 

3.      Producer配置

 

 

4.      PushConsumer配置

 

 

 

5.      PullConsumer配置

 

 

 

6.      Broker配置参数