RocketMQ - Topic、message

RocketMQ - Topic、message

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。

存储方式

每个Broker可以存储多个Topic消息，每个Topic的消息同时也可以分片存储在不同的Broker上，每个Topic中的消息地址存储于多个Message Queue中。

架构信息

Topic利用queue记录消息所在broker的存储的消息信息，相互之间的关系就是，Topic关联MessageQueue(queue-a,queue-b)，queue里存储的queuedata关联borker(记录消息在broker存储的详细情况)。

消息

订阅与发布

消息发布：某个生产者想topic发送带有/不带有某些tag的消息；
消息订阅：某个消费者关注了某个topic中带有某些tag的消息；

消息的有序性

一类消息消费时，能按照发送顺序来消费，顺序消费分两种，一种是全局顺序消息和分区顺序消息。
全局顺序：某个Topic下，所有的消息都要保证顺序，要全局顺序只能一个分区，对于制定的消息严格按照先入先出(FIFO)的顺序进行发布和消费，当然这样会影响性能。
部分顺序：某个Topic下，只要保证每一组消息被顺序消费就OK，所有消息根据sharding key进行区块分区，同一个分区内的消息按照严格的FIFO顺序进行发布和消费，Sharding key是顺序消息中用来区分不同分区的关键字段，和普通消息的key是完全不同的概念，性能较高。

过滤消息

消费者可以根据标签(tag)进行消息过滤，也支持自定义属性过滤，消息过滤目前是在Broker端实现的，主要是减少Consumer无用消息的网络传输，但同时增加了Broker负担，而且实现相对比较复杂。
主要支持如下2种的过滤方式 (1) Tag过滤方式：Consumer端在订阅消息时除了指定Topic还可以指定TAG，如果一个消息有多个TAG，可以用||分隔。其中，Consumer端会将这个订阅请求构建成一个 SubscriptionData，发送一个Pull消息的请求给Broker端。Broker端从RocketMQ的文件存储层—Store读取数据之前，会用这些数据先构建一个MessageFilter，然后传给Store。Store从 ConsumeQueue读取到一条记录后，会用它记录的消息tag hash值去做过滤，由于在服务端只是根据hashcode进行判断，无法精确对tag原始字符串进行过滤，故在消息消费端拉取到消息后，还需要对消息的原始tag字符串进行比对，如果不同，则丢弃该消息，不进行消息消费。
(2) SQL92的过滤方式：这种方式的大致做法和上面的Tag过滤方式一样，只是在Store层的具体过滤过程不太一样，真正的 SQL expression 的构建和执行由rocketmq-filter模块负责的。每次过滤都去执行SQL表达式会影响效率，所以RocketMQ使用了BloomFilter避免了每次都去执行。SQL92的表达式上下文为消息的属性。

消息的可靠性

影响消息可靠性的有一下集中可能：

1. Broker非正常关闭
2. Broker异常宕机
3. OS 宕机
4. 机器掉电，但是能立即恢复供电情况
5. 机器无法开机
6. 磁盘设备损坏
   1）2）3）4）属于硬件资源可立即恢复情况，能保证消息不丢，或者丢失少量数据(依赖刷盘方式是同步还是异步)
   5）6）属于单点故障，且无法恢复，一旦发生，在此节点消息全部消失，可以通过异步复制，可保证99%的消息不丢，但是仍然会有极少的消息可能丢失，通过同步双写技术可以完全避免单点，但是会影响性能

消息消费回溯

Broker提供了一种机制，可以按照时间维度来回退消费进度，所以支持重新消费，时间维度精确到毫秒

事务消息

RocketMQ事务消息（Transactional Message）是指应用本地事务和发送消息操作可以被定义到全局事务中，要么同时成功，要么同时失败。RocketMQ的事务消息提供类似 X/Open XA 的分布事务功能，通过事务消息能达到分布式事务的最终一致。

定时消息

定时消息（延迟队列）是指消息发送到broker后，不会立即被消费，等待特定时间投递给真正的topic。 broker有配置项messageDelayLevel，默认值为“1s 5s 10s 30s 1m 2m 3m 4m 5m 6m 7m 8m 9m 10m 20m 30m 1h 2h”，18个level。可以配置自定义messageDelayLevel。注意，messageDelayLevel是broker的属性，不属于某个topic。发消息时，设置delayLevel等级即可：msg.setDelayLevel(level)。level有以下三种情况：

level == 0，消息为非延迟消息
1<=level<=maxLevel，消息延迟特定时间，例如level=1，延迟1s
level > maxLevel，则level== maxLevel，例如level==20，延迟2h
定时消息会暂存在名为SCHEDULE_TOPIC_XXXX的topic中，并根据delayTimeLevel存入特定的queue，queueId = delayTimeLevel – 1，即一个queue只存相同延迟的消息，保证具有相同发送延迟的消息能够顺序消费。broker会调度地消费SCHEDULE_TOPIC_XXXX，将消息写入真实的topic。

需要注意的是，定时消息会在第一次写入和调度写入真实topic时都会计数，因此发送数量、tps都会变高。

消息重试

Consumer消费消息失败后，要提供一种重试机制，令消息再消费一次。Consumer消费消息失败通常可以认为有以下几种情况：
由于消息本身的原因，例如反序列化失败，消息数据本身无法处理。这种错误通常需要跳过这条消息，再消费其它消息，而这条失败的消息即使立刻重试消费，99%也不成功，所以最好提供一种定时重试机制，即过10秒后再重试。
由于依赖的下游应用服务不可用，例如db连接不可用，外系统网络不可达等。遇到这种错误，即使跳过当前失败的消息，消费其他消息同样也会报错。这种情况建议应用sleep 30s，再消费下一条消息，这样可以减轻Broker重试消息的压力。
RocketMQ会为每个消费组都设置一个Topic名称为“%RETRY%+consumerGroup”的重试队列（这里需要注意的是，这个Topic的重试队列是针对消费组，而不是针对每个Topic设置的），用于暂时保存因为各种异常而导致Consumer端无法消费的消息。考虑到异常恢复起来需要一些时间，会为重试队列设置多个重试级别，每个重试级别都有与之对应的重新投递延时，重试次数越多投递延时就越大。RocketMQ对于重试消息的处理是先保存至Topic名称为“SCHEDULE_TOPIC_XXXX”的延迟队列中，后台定时任务按照对应的时间进行Delay后重新保存至“%RETRY%+consumerGroup”的重试队列中。

消息查询

RocketMQ支持按照下面两种维度（“按照Message Id查询消息”、“按照Message Key查询消息”）进行消息查询。

消息重发

生产者在发送消息时，同步消息失败会重投，异步消息有重试，oneway没有任何保证。消息重投保证消息尽可能发送成功、不丢失，但可能会造成消息重复，消息重复在RocketMQ中是无法避免的问题。消息重复在一般情况下不会发生，当出现消息量大、网络抖动，消息重复就会是大概率事件。另外，生产者主动重发、consumer负载变化也会导致重复消息。如下方法可以设置消息重试策略：
retryTimesWhenSendFailed:同步发送失败重投次数，默认为2，因此生产者会最多尝试发送retryTimesWhenSendFailed + 1次。不会选择上次失败的broker，尝试向其他broker发送，最大程度保证消息不丢。超过重投次数，抛出异常，由客户端保证消息不丢。当出现RemotingException、MQClientException和部分MQBrokerException时会重投。
retryTimesWhenSendAsyncFailed:异步发送失败重试次数，异步重试不会选择其他broker，仅在同一个broker上做重试，不保证消息不丢。
retryAnotherBrokerWhenNotStoreOK:消息刷盘（主或备）超时或slave不可用（返回状态非SEND_OK），是否尝试发送到其他broker，默认false。十分重要消息可以开启。

流量控制

生产者流控，因为broker处理能力达到瓶颈；消费者流控，因为消费能力达到瓶颈。

生产者流控：
commitLog文件被锁时间超过osPageCacheBusyTimeOutMills时，参数默认为1000ms，返回流控。
如果开启transientStorePoolEnable == true，且broker为异步刷盘的主机，且transientStorePool中资源不足，拒绝当前send请求，返回流控。
broker每隔10ms检查send请求队列头部请求的等待时间，如果超过waitTimeMillsInSendQueue，默认200ms，拒绝当前send请求，返回流控。
broker通过拒绝send 请求方式实现流量控制。
注意，生产者流控，不会尝试消息重投。

消费者流控：
消费者本地缓存消息数超过pullThresholdForQueue时，默认1000。
消费者本地缓存消息大小超过pullThresholdSizeForQueue时，默认100MB。
消费者本地缓存消息跨度超过consumeConcurrentlyMaxSpan时，默认2000。
消费者流控的结果是降低拉取频率。