基本概念

消息模型(Message Model)

RocketMQ主要由 Producer、Broker、Consumer 三部分组成,其中Producer 负责生产消息,Consumer 负责消费消息,Broker 负责存储消息。Broker 在实际部署过程中对应一台服务器,每个 Broker 可以存储多个Topic的消息,每个Topic的消息也可以分片存储于不同的 Broker。Message Queue 用于存储消息的物理地址,每个Topic中的消息地址存储于多个 Message Queue 中。ConsumerGroup 由多个Consumer 实例构成。

消息生产者(Producer)

负责生产消息,一般由业务系统负责生产消息。一个消息生产者会把业务应用系统里产生的消息发送到broker服务器。RocketMQ提供多种发送方式,同步发送、异步发送、顺序发送、单向发送。同步和异步方式均需要Broker返回确认信息,单向发送不需要。

消息消费者(Consumer)

负责消费消息,一般是后台系统负责异步消费。一个消息消费者会从Broker服务器拉取消息、并将其提供给应用程序。从用户应用的角度而言提供了两种消费形式:拉取式消费、推动式消费。

主题(Topic)

表示一类消息的集合,每个主题包含若干条消息,每条消息只能属于一个主题,是RocketMQ进行消息订阅的基本单位。

代理服务器(Broker Server)

消息中转角色,负责存储消息、转发消息。代理服务器在RocketMQ系统中负责接收从生产者发送来的消息并存储、同时为消费者的拉取请求作准备。代理服务器也存储消息相关的元数据,包括消费者组、消费进度偏移和主题和队列消息等。

名字服务(Name Server)

名称服务充当路由消息的提供者。生产者或消费者能够通过名字服务查找各主题相应的Broker IP列表。多个Namesrv实例组成集群,但相互独立,没有信息交换。

拉取式消费(Pull Consumer)

Consumer消费的一种类型,应用通常主动调用Consumer的拉消息方法从Broker服务器拉消息、主动权由应用控制。一旦获取了批量消息,应用就会启动消费过程。

推动式消费(Push Consumer)

Consumer消费的一种类型,该模式下Broker收到数据后会主动推送给消费端,该消费模式一般实时性较高。

生产者组(Producer Group)

同一类Producer的集合,这类Producer发送同一类消息且发送逻辑一致。如果发送的是事务消息且原始生产者在发送之后崩溃,则Broker服务器会联系同一生产者组的其他生产者实例以提交或回溯消费。

消费者组(Consumer Group)

同一类Consumer的集合,这类Consumer通常消费同一类消息且消费逻辑一致。消费者组使得在消息消费方面,实现负载均衡和容错的目标变得非常容易。要注意的是,消费者组的消费者实例必须订阅完全相同的Topic。RocketMQ 支持两种消息模式:集群消费(Clustering)和广播消费(Broadcasting)。

集群消费(Clustering)

集群消费模式下,相同Consumer Group的每个Consumer实例平均分摊消息。

广播消费(Broadcasting)

广播消费模式下,相同Consumer Group的每个Consumer实例都接收全量的消息。

普通顺序消息(Normal Ordered Message)

普通顺序消费模式下,消费者通过同一个消息队列( Topic 分区,称作 Message Queue) 收到的消息是有顺序的,不同消息队列收到的消息则可能是无顺序的。

严格顺序消息(Strictly Ordered Message)

严格顺序消息模式下,消费者收到的所有消息均是有顺序的。

消息(Message)

消息系统所传输信息的物理载体,生产和消费数据的最小单位,每条消息必须属于一个主题。RocketMQ中每个消息拥有唯一的Message ID,且可以携带具有业务标识的Key。系统提供了通过Message ID和Key查询消息的功能。

标签(Tag)

为消息设置的标志,用于同一主题下区分不同类型的消息。来自同一业务单元的消息,可以根据不同业务目的在同一主题下设置不同标签。标签能够有效地保持代码的清晰度和连贯性,并优化RocketMQ提供的查询系统。消费者可以根据Tag实现对不同子主题的不同消费逻辑,实现更好的扩展性。

概念大纲

RocketMQ消息模型.png
RocketMQ消息模型.png

技术架构

  • Producer:消息发布的角色,支持分布式集群方式部署。Producer通过MQ的负载均衡模块选择相应的Broker集群队列进行消息投递,投递的过程支持快速失败并且低延迟。
  • Consumer:消息消费的角色,支持分布式集群方式部署。支持以push推,pull拉两种模式对消息进行消费。同时也支持集群方式和广播方式的消费,它提供实时消息订阅机制,可以满足大多数用户的需求。
  • NameServer:NameServer是一个非常简单的Topic路由注册中心,其角色类似Dubbo中的zookeeper,支持Broker的动态注册与发现。主要包括两个功能:Broker管理,NameServer接受Broker集群的注册信息并且保存下来作为路由信息的基本数据。然后提供心跳检测机制,检查Broker是否还存活;路由信息管理,每个NameServer将保存关于Broker集群的整个路由信息和用于客户端查询的队列信息。然后Producer和Conumser通过NameServer就可以知道整个Broker集群的路由信息,从而进行消息的投递和消费。NameServer通常也是集群的方式部署,各实例间相互不进行信息通讯。Broker是向每一台NameServer注册自己的路由信息,所以每一个NameServer实例上面都保存一份完整的路由信息。当某个NameServer因某种原因下线了,Broker仍然可以向其它NameServer同步其路由信息,Producer,Consumer仍然可以动态感知Broker的路由的信息。
  • BrokerServer:Broker主要负责消息的存储、投递和查询以及服务高可用保证。
    rocketmq技术架构.png
    rocketmq技术架构.png

BrokerServer主要模块

Broker包含了以下几个重要子模块。

  1. Remoting Module:整个Broker的实体,负责处理来自clients端的请求。
  2. Client Manager:负责管理客户端(Producer/Consumer)和维护Consumer的Topic订阅信息
  3. Store Service:提供方便简单的API接口处理消息存储到物理硬盘和查询功能。
  4. HA Service:高可用服务,提供Master Broker 和 Slave Broker之间的数据同步功能。
  5. Index Service:根据特定的Message key对投递到Broker的消息进行索引服务,以提供消息的快速查询。

rocketmq_broker_server.png
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部署架构

NameServer是一个几乎无状态节点,可集群部署,节点之间无任何信息同步。

  • Broker部署相对复杂,Broker分为Master与Slave,一个Master可以对应多个Slave,但是一个Slave只能对应一个Master,Master与Slave 的对应关系通过指定相同的BrokerName,不同的BrokerId 来定义,BrokerId为0表示Master,非0表示Slave。Master也可以部署多个。每个Broker与NameServer集群中的所有节点建立长连接,定时注册Topic信息到所有NameServer。 注意:当前RocketMQ版本在部署架构上支持一Master多Slave,但只有BrokerId=1的从服务器才会参与消息的读负载。
  • Producer与NameServer集群中的其中一个节点(随机选择)建立长连接,定期从NameServer获取Topic路由信息,并向提供Topic 服务的Master建立长连接,且定时向Master发送心跳。Producer完全无状态,可集群部署。
  • Consumer与NameServer集群中的其中一个节点(随机选择)建立长连接,定期从NameServer获取Topic路由信息,并向提供Topic服务的Master、Slave建立长连接,且定时向Master、Slave发送心跳。Consumer既可以从Master订阅消息,也可以从Slave订阅消息,消费者在向Master拉取消息时,Master服务器会根据拉取偏移量与最大偏移量的距离(判断是否读老消息,产生读I/O),以及从服务器是否可读等因素建议下一次是从Master还是Slave拉取。
结合部署架构图,描述集群工作流程:

启动NameServer,NameServer起来后监听端口,等待Broker、Producer、Consumer连上来,相当于一个路由控制中心。
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(IP+端口等)以及存储所有Topic信息。注册成功后,NameServer集群中就有Topic跟Broker的映射关系。
收发消息前,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。
Producer发送消息,启动时先跟NameServer集群中的其中一台建立长连接,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,然后与队列所在的Broker建立长连接从而向Broker发消息。
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建立连接通道,开始消费消息。

rocketmq部署架构.png
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ps: 参考官网:https://github.com/apache/rocketmq/tree/master/docs/cn