文章目录
- 架构
- 生产者(Producer)
- 消费者(Consumer)
- Name Server
- 功能:
- 路由注册:
- 无状态方式的优缺点:
- 路由剔除:
- 路由发现:
- 客户端NameServer选择策略
- Broker
- 功能
- 模块图
- 集群部署
- 工作流程
- 流程:
- Topic的创建模式
- 读/写队列
架构
RocketMQ主要分为四部分组成:
生产者(Producer)
- 消息生产者,负责生产消息。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
- RocketMQ中的消息生产者都是以生产者组(Producer Group)的形式出现的。生产者组是同一类生产者的集合,这类Producer发送相同Topic类型的消息。一个生产者组可以同时发送多个主题的消息。
消费者(Consumer)
- 消息消费者,负责消费消息。一个消息消费者会从Broker服务器中获取到消息,并对消息进行相关业务处理。
- RocketMQ中的消息消费者都是以消费者组(Consumer Group)的形式出现的。
消费者组是同一类消费者的集合,这类消费者消费的是同一个Topic类型的消息。消费者组使得在消息消费方面,实现负载均衡(将一个Topic中的不同的队列平均分配给同一个消费者组的不同的消费者,注意,并不是将消息负载均衡)和容错(一个消费者挂了,该消费者组中的其它消费者可以接着消费原消费者消费的队列)的目标变得非常容易。
Name Server
功能:
Name Server是一个Broker与Topic路由的注册中心,支持Broker的动态注册与发现
主要包括两个功能:
- **Broker管理:**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,提供心跳检测机制以检查Broker是否存活
- 路由信息管理: 每个Name Server中都保存着Brocker集群的整个路由信息和用于客户端查询的队列信息。Producer和Consumner通过Name Server可以获取整个Broker集群的路由信息,从而进行消息的投递和传递。
路由注册:
- Name Server通常也是以集群的方式部署,不过Name Server是无状态的,即NameServer集群中的各个结点是无差异的,各结点之间不进行通讯。在Broker节点启动时,轮询NameServer列表,与每个NameServer节点建立长链接,发起注册请求。在NameServer内部维护着一个Broker列表,用来动态存储Broker的信息
- Broker节点为了证明自己是活着的,为了维护与NameServer间的长连接,会将最新的信息以心跳包的方式上报给NameServer,每30秒发送一次心跳。心跳包中包含 BrokerId、Broker地址(IP+Port)、 Broker名称、Broker所属集群名称等等。NameServer在接收到心跳包后,会更新时间戳,记录这个Broker的最新存活时间。
无状态方式的优缺点:
优点:
- NameServer集群搭建简单
- 易扩容
缺点:
- 必须对Broker指明所有Name Server地址,未指明的将不会被注册,所以Name Server不能随便扩容。若Broker不重新配置,新增的NameServer对Broker来说是不可见的,不会注册到Broker。
路由剔除:
- 由于Broker关机、宕机、网络等原因,NameServer没有收到Broker的心跳,就有可能将其从列表中删除
- Name Server有一个定时任务,每隔十秒就会扫描一次Broker表,查看每个Broker的最新心跳时间戳,检验与当前时间差是否超过120秒,若超过,则判定Broker失效,将其从Broker表中剔除。
路由发现:
RocketMQ的路由发现采用的是Pull模型。当Topic路由信息变化时,Name Server不会主动推送给客户端,而是客户端定时拉取主题最新的路由。默认30秒拉取一次
客户端NameServer选择策略
客户端指的是Producer与Consumer
客户端在配置时必须要写上NameServer集群的地址,那么客户端到底连接的是哪个NameServer节点呢?客户端首先会生产一个随机数,然后再与NameServer节点数量取模,此时得到的就是所要连接的节点索引,然后就会进行连接。如果连接失败,则会采用round-robin策略,逐个尝试着去连接其它节点。
首先采用的是随机策略进行的选择,失败后采用的是轮询策略。
Broker
功能
Broker充当着消息中转角色,负责存储消息、转发消息。Broker在RocketMQ系统中负责接收并存储从生产者发送来的消息,同时为消费者的拉取请求作准备。Broker同时也存储着消息相关的元数据,包括消费者组消费进度偏移offset、主题、队列等
模块图
- Remoting Module:Broker的实体,负责处理Client端的请求,实体实际由以下几个模块构成
- Client Manager:客户端管理器。负责接收、解析客户端(Producer、Consumer)请求,管理客户端。如维护Consumer的Topic订阅信息
- Store Server:存储服务,提供方便简单的API接口,处理 消息存储到物理硬盘和消息查询功能
- HA Service:高可用服务,提供Master Broker和Slave Broker之间的数据同步功能
- Index Service:索引服务,根据特定的Message Key,对投递到Broker的消息进行索引服务,同时也提供根据Message Key快速查询消息的功能。
集群部署
- 为了增强Broker性能与吞吐量,Broker一般都是以集群形式出现的。各集群节点中可能存放着相同Topic的不同Queue。
- 如果某Broker节点宕机,保证数据不丢失的解决方案是:将每个Broker集群节点进行横向扩展,即将Broker节点再建为一个HA集群,解决单点问题。
- Broker节点集群是一个主从集群,即集群中具有Master与Slave两种角色。Master负责处理读写操作请求,Slave负责对Master中的数据进行备份。当Master挂掉了,Slave则会自动切换为Master去工作。所以这个Broker集群是主备集群。一个Master可以包含多个Slave,但一个Slave只能隶属于一个Master。
- Master与Slave 的对应关系是通过指定相同的BrokerName、不同的BrokerId 来确定的。BrokerId为0表 示Master,非0表示Slave。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。
工作流程
流程:
- 启动NameServer,NameServer启动后开始监听端口,等待Broker Producer Consumer 连接
- 启动Broker时,Broker会与所有的Name Server建立并保持长连接,然后每30秒向Name Server定时发送心跳包
- 发送消息前,可以先创建Topic,创建Topic 时需要指定该Topic要存储在哪些Broker上,也会将Topic和Broker的关系写入到Name Server中(也可以选择在发送消息的时候自动创建Topic)。
- Producer发送消息,启动时先跟Name Server集群中的其中一台建立长连接,并从Name Server中获取路由信息,即当前发送的Topic消息的Queue队列与Broker地址(IP:port)的映射关系。然后根据算法策略从队列选择一个Queue,与队列所在的Broker建立长连接从而向Broker发送消息。当然在获取到路由信息后,Producer会首先将路由信息缓存到本地。再每30秒从Name Server更新一次路由信息。
- Consumer跟Producer类似,跟其中一台Name Server建立长连接,获取其所订阅Topic的路由信息,然后根据算法策略从路由信息中获取到其所要消费的Queue,然后直接跟Broker建立长连接,开始消费其中的消息。Consumer在获取到路由信息后,同样也会30秒从Name Server更新一次路由信息,不过Consumer还会发送心跳,以确保Broker的存活。
Topic的创建模式
手动创建Topic 有两种模式:
- 集群模式:该模式下创建的Topic在该集群中,所有Broker中的Queue数量是相同的
- Broker模式:该模式下创建的Topic在该集群中,Broker的Queue数量可以不同。
自动创建队列默认采用Broker模式,为每个Broker默认创建4个Queue
读/写队列
从物理上来讲,读/写队列是同一个队列。所以,不存在读/写队列数据同步问题。读/写队列是逻辑上进行区分的概念。一般情况下,读/写队列数量是相同的。当读/写队列数量设置不同时,总是有问题的。这样设计的目的是为了方便Topic的Queue的缩容
例如,创建Topic时设置的写队列数量为8,读队列数量为4,此时系统会创建8个Queue,分别是0 1 2 3 4 5 6 7。Producer会将消息写入到这8个队列,但Consumer只会消费0 1 2 3这4个队列中的消息,4 5 6 7中的消息是不会被消费到的