一、概述

1.MQ概述

• MQ（Message Queue）是一种提供消息队列服务的中间件，也称为消息中间件，是一套提供了消费、存储、消费全过程API的软件系统，消息即数据，一般消息的体量不会很大。

1.1 用途

• 限流削峰：MQ可以将系统的超量请求暂存其中，以便系统后期可以慢慢进行处理，从而避免了请求的丢失或系统被压垮
  
• 异步解耦：上游系统对下游系统的调用若为同步调用，则会大大降低系统的吞吐量与并发量，且系统耦合度太高，而异步调用则会解决这些问题，随意两层之间若要实现由同步到异步的转化，一般的做法就是，在这两层之间田间一个MQ层
  
• 数据收集：分布式系统会产生海量数据流，如：业务日志、监控数据、用户行为等。针对这些数据流进行实时或批量采集汇总，然后对这些数据流进行大数据分析，这是当前互联网平台的必备技术，通过MQ完成此类数据收集是最好的选择

1.2 常见MQ产品

• ActiveMQ：ActiveMQ是使用Java语言开发一款MQ产品。早期很多公司与项目中都在使用。但现在的社区活跃度已经很低。现在的项目中已经很少使用了。
• RabbitMQ：RabbitMQ是使用ErLang语言开发的一款MQ产品。其吞吐量较Kafka与RocketMQ要低，且由于其不是Java语言开发，所以公司内部对其实现定制化开发难度较大。
• Kafka：Kafka是使用Scala/Java语言开发的一款MQ产品。其最大的特点就是高吞吐率，常用于大数据领域的实时计算、日志采集等场景。其没有遵循任何常见的MQ协议，而是使用自研协议。对于Spring CloudNetflix,其仅支持RabbitMQ与Kafka。
• RocketMQ：RocketMQ是使用Java语言开发的一款MQ产品。经过数年阿里双11的考验，性能与稳定性非常高。其没有遵循任何常见的MQ协议，而是使用自研协议。
  

1.3 MQ常用的协议

• JMS：JMS,Java Messaging Service(Java消息服务）。是Java平台上有关MOM(Message Oriented Middleware，面向消息的中间件 PO/OO/AO）的技术规范，它便于消息系统中的Java应用程序进行消息交换，并且通过提供标准的产生、发送、接收消息的接口，简化企业应用的开发。ActiveMQ是该协议的典型实现。
• STOMP：STOMP,Streaming Text Orientated Message Protocol(面向流文本的消息协议）,是一种MOM设计的简单文本协议。STOMP提供一个可互操作的连接式，允许客户端与任意STOMP消息代理（Broker）进行交互。ActiveMQ是该协议的典型实现，RabbitMQ通过插件可以支持该协议。
• AMQP：AMQP,Advanced Message Queuing Protocol（高级消息队列协议），一个提供统一消息服务的应用层标准，是应用层协议的一个开放标准，是一种MOM设计。基于此协议的客户端与消息中间件可传递消息，并不受客户端/中间件不同产品，不同开发语言等条件的限制。RabbitMQ是该协议的典型实现。
• MQTT：MQTT,Message Queuing Telemetry Transport(消息队列遥测传输）,是IBM开发的一个即时通讯协议，是一种二进制协议，主要用于服务器和低功IoT（物联网）设备间的通信。该协议支持所有平台，几乎可以把所有联网物品和外部连接起来，被用来当做传感器和致动器的通信协议。RabbitMQ通过插件可以支持该协议。

2.RocketMQ概述

• 官网：https://rocketmq.apache.org/zh/
• RocketMQ是一个统一消息引擎、轻量级数据处理平台。
• RocketMO是一款阿里巴巴开源的消息中间件。2016年11月28日，阿里巴巴向Apache 软件基金会捐赠RocketMQ,成为Apache 孵化项目。2017年9月25日,Apache 宣布RocketMQ孵化成为Apache 顶级项目（TLP），成为国内首个互联网中间件在Apache 上的顶级项目。

2.1 发展历程

• 2007年，阿里开始五彩石项目，Notify作为项目中交易核心消息流转系统，应运而生。Notify系统是RocketMQ的雏形。
• 2010年，B2B大规模使用ActiveMQ作为阿里的消息内核。阿里急需一个具有海量堆积能力的消息系统。
• 2011年初，Kafka开源。淘宝中间件团队在对Kafka进行了深入研究后，开发了一款新的MQ，MetaQ。
• 2012年，MetaQ发展到了v3.0版本，在它基础上进行了进一步的抽象，形成了RocketMQ，然后就将其进行了开源。
• 2015年，阿里在RocketMQ的基础上，又推出了一款专门针对阿里云上用户的消息系统Aliware MQ。
• 2016年双十一，RocketMQ承载了万亿级消息的流转，11月28日，阿里巴巴向Apache 软件基金会捐赠RocketMQ,成为Apache 孵化项目。
• 2017年9月25日，Apache宣布RocketMO孵化成为Apache 顶级项目
• （TLP），成为国内首个互联网中间件在Apache 上的顶级项目。

二、相关概念

1.基本概念

1.1 消息（Message）

• 消息是指，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

1.2 主题（Topic）

• Topic表示一类消息的集合，每个主题包含若干条消息，每条消息只属于一个主题，是RocketMQ进行消费订阅的基本单位。
• 一个生产者可以同时发送多种Topic的消息；而一个消费者只对某种特定的Topic感兴趣，即只可以订阅和消费一种Topic的消息

1.3 标签（Tag）

• 换句话的意思就是自主题，为用户提供了额外的灵活性。有了标签，来自同一个业务模块的具有不同目的的消息可以有相同的主题和不同的标记。标签有助与保持代码的清晰和连贯，同时标签也方便ROcketMQ提供的查询功能。
• 为消息设置的标签，用与同一主题下区分不同类型的消息。来自一业务单元的消息，可以根据不同的业务目的在同一主题下设置不同的标签。标签能够有效保持代码的清晰度和连贯性，并优化RocketMQ提供的查询系统。消息者可以根据Tag实现对不同子主题的不同消费逻辑，实现更好的扩展性。
• Topic是消息的一级分类，Tag是消息的二级分类

1.4 队列（Queue）

• 储存消息的物理实体，一个Topic中包含多个Queue，每个Queue中存放的就是该Topic的消息，一个Topic的Queue也称为一个Topic中消息的分区。
• 一个分区只能被一个消费者组里的一个消费者消费，一个Queue中的消息不允许同一个消费组中多个消费者同时消费
  
• 分片（Sharding)。分片不同于分区。在RocketMQ中,分片指的是存放相应Topic的Broker。每个分片中会创建出相应数量的分区，即Queue,每个Queue的大小都是相同的。
  

1.5 消息标识（MessageId/Key）

• RocketMQ中每个消息拥有唯一的MessageId，可以携带具有业务标识的key，以方便对消息的查询，不过需要注意的是，MessageId有两个：在生产者send（）消息时会自动生成MessageId（msgId），当消费者到达Broker后，Broker也会生成一个MessageId(offsetMsgId）。msgId，offsetMsgId与key都称为消息标识。
  • msgld:由producer端生成，其生成规则为：producerIp+进程pid +MessageclientIDSetter类的classLoader的hashcode +当前时间+AutomicInteger自增计数器
  • offsetMsgld：由broker端生成，其生成规则为：brokerIp +物理分区的offset
  • key：由用户指定的业务相关的唯一标识

2.系统架构

2.1 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。
  • 例如，业务系统产生的日志写入到MQ的过程，就是消息生产的过程
  • 再如，电商平台中用户提交的秒杀请求写入到MQ的过程，就是消息生产的过程
• 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。

2.2 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Consumer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Queue平均分配给同一个Consmer Group的不同的Consumer，并不是消息负载均衡） 和 容错（一个Consumer挂了，该Consumer Group中的其他Consumer可以接着消费原Consumer消费的Queue） 的目标变得非常容易。
  
• 消费者组中Consumer的数量应该小于等于订阅Topic的Queue数量。如果超出Queue数量，则多出的Consumer将不能消费消息。
  

注意：
1.消费者组只能消费一个Topic的消息，不能同时消费多个Topic消息
2.一个消费者组中的消费者必须订阅完全相同的Topic

2.3 NameServer

• NameServer是一个Broker与Topic路由的注册中心，支持Broker的动态注册与发现。
• 在MetaQ v1.0与v2.0版本，依赖的仍是Zookeeper。从MetaQ v3.0，即RocketMQ开始去掉了Zookeeper依赖，使用了自己的NameServer。
  • 依赖Zookeeper的原因是：RocketMQ是借鉴kafka的设计，而kafka是依赖Zookeeper
  • 去除Zookeeper的原因：zookeeper是强一致性的，而RocketMQ不是强一致性，影响了性能。另外搭建Zookeeper会增加搭建成本，所以使用了NameServer。
• 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，检查Broker是否还存活。
  • 路由信息管理：每个NameServer中都保存着Broker集群的整个路由信息和用于客户端查询的队列信息。Producer和Conumser通过NameServer可以获取整个Broker集群的路由信息，从而进行消息的投递和消费。

2.3.1 路由注册

• NameServer通常也是以集群的方式部署，不过，NameServer是无状态的，即Name Server集群中的各个节点间是无差异的，各个节点间相互不进行信息通信。那各个节点是如何进行数据同步的呢？在Broker节点启动时，轮询NameServer列表，与每个NameServer节点建立长连接，发起注册请求。在NameServer内部维护着一个Broker列表，用来动态储存Broker的信息。
  • 注意：这个与其他的zk、Eureka、Nacos等注册中心不同的地方
    • 优点：NameServer集群搭建简单
    • 缺点：对于Broker，必须明确指出所有NameServer地址。否则未指出的将不会去注册。也正因为如此,NameServer并不能随便扩容。因为，若Broker不重新配置，新增的NameServer对于Broker来说是不可见的，其不会向这个NameServer进行注册。
• Broker节点为了证明自己是活着的，为了维护与Name Service间的长连接，会将最新的信息一心跳包的方式上报给NameServer，每30秒发送一次心跳。心跳包中包含了BrokerId，Broker地址（IP+Port），Broker名称、Broker所属集群名称等等，NameServer在接收到心跳包时，会更新线条时间戳，记录这个Broker的最新存活时间。

2.3.2 路由剔除

• 由于Broker关机、宕机或网络抖动等原因，NameServer没有收到Broker的心跳，NameServer可能会将其从Broker列表中剔除。
• NameServer中有一个定时任务，每隔10描会扫描一次Broker表，查看一个Broker的最新心跳时间戳，距离当前时间是否超过120秒，如果超过，则会判定Broker失效，然后将其从Broker列表中剔除
• 扩展：对于RocketMQ日常运维工作，例如Broker升级，需要停掉Broker的工作。OP（运维工程师）需要怎么做？
  • OP需要将Broker的读写权限禁掉。一旦client(Consumer或Producer)向broker发送请求，都会收到broker的NO PERMISSION响应，然后client会进行对其它Broker的重试。
  • 当OP观察到这个Broker没有流量后，再关闭它，实现Broker从NameServer的移除。

2.3.3 路由发现

• RockerMQ的路由发现采用的是Pull模型，当Topic路由信息出现变化时，NameServer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。默认客户端每30秒拉去一次最新的路由。

扩展：
1）Push模型：推送模型。其实时性较好，是一个“发布-订阅”模型，需要维护一个长连接。而长连接的维护是需要资源成本的。该模型适合于的场景：1.实时性要求较高 2.Client数量不多，Server数据变化较频繁
2）Pull模型：拉取模型。存在的问题是，实时性较差。
3）Long Polling模型：长轮询模型。其是对Push与Pull模型的整合，充分利用了这两种模型的优势，屏蔽了它们的劣势。

2.3.4 客户端NameServer选择策略

• 这里的客户端指的是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那个NameServer节点呢？客户端首先会产生一个随机数，然后与NameServer节点数数量取模，此时得到的就是所要连接的节点索引，然后会进行连接。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，失败后采用的轮询策略

扩展：Zookeeper Client是如何选择Zookeeper Server的?
简单来说就是，经过两次Shufle，然后选择第一台Zookeeper Server。
详细说就是，将配置文件中的zk server地址进行第一次shuffle，然后随机选择一个。这个选择出的一般都是一个hostname。然后获取到该hostname对应的所有ip，再对这些ip进行第二次shuffle，从shufle过的结果中取第一个server地址进行连接。

2.4 Broker

• Broker充当着消息中转角色，负责储存消息，转发消息。Broker在RocketMQ系统中负责接收生产者发送来的消息，同时为消费者的拉取请求做准备。Broker同时储存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。

扩展：
1.Kafka0.8版本之后，offset是存放在Broker中的，之前版本是存放在zk中的

2.4.1 模块构成

• Remoting Module：整个Broker的实体，负责处理来自clients端的请求。而这个Broker实体则由以下模块构成。
• 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。例如，维护Consumer的Topic订阅信息
• Store Service：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对消息进行快速查询的功能。

2.4.2 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。各个集群节点中可能存放着相同Topic的不同Queue，`不过，这里有个问题，如果某Broker节点宕机，如何保证数据不丢失呢?其解决的方案是，将每个Broker集群进行横向扩展，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和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只能隶属于于一个Master。Master于Slave的对应关系是通过是通过相同的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Name Server。

2.5 工作流程

2.5.1 具体流程

• 1.启动NameServer，NameServer启动后开始监听端口，等待Broker，Consumer，Producer连接。
• 2.启动Broker，Broker会与所有的NameServer建立长连接，然后每30秒向NameServer定时发送心跳包。
• 3.发送消息前，可以先创建Topic，创建Topic时需要指定该Topic要储存在那些Broker上，当然，在创建Topic时，也会将Topic与Broker的关系写入到NameServer中。不过，这步是可选的，也可以在发送消息时自动创建Topic。
• 4.Producer发送消息，启动时先跟Name Server集群中的一台建立长连接，并从NameServer中获取路由信息，即当前发送的信息的Queue与Broker的地址（IP+Port）的映射关系。然后根据算法策略中选择一个queue，与队列所在的Broker建立长连接从而向Broker发消息。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跟新一次路由信息。
• 5.Consumer跟Producer类似，跟其中一台NameServer建立长连接，获取其订阅Topic的路由信息，然后根据算法策略从路由信息中获取到其索要小费的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，同样也会每30秒从NameServer更新一次路由信息。不过不同于Producer的是，Consumer还会向Broker发送心跳，以确保Broker的存话状态。

2.5.2 Topic创建模式

• Topic创建模式与两种：
  • 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，每个Broker中的Queue的数量可以不同
• 自动创建Topic时，默认采用Broker模式，会为每个Broker创建4个Queue

2.5.3 读/写队列

• 从物理机上来讲，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。

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01234567。Producer会将消息写入到这8个队列，但Consumer只会消费0123这4个队列中的消息，4567中的消息是不会被消费到的。
 
再如，创建Topic时设置的写队列数量为4，读队列数量为8，此时系统会创建8个Queue，分别是01234567。Producer会将消息写入到0123这4个队列，但Consumer只会消费01234567这8个队列中的消息，但是4567中是没有消息的。此时假设Consumer Group中包含两个Consuer, Consumerl消费0123，而Consumer2消费4567。但实际情况是，Consumer2是没有消息可消费的。
 
也就是说，当读/写队列数量设置不同时，总是有问题的。那么，为什么要这样设计呢？
其这样设计的目的是为了，方便Topic的Queue的缩容。
例如，原来创建的Topic中包含16个Queue，如何能够使其Queue缩容为8个，还不会丢失消息？可以动态修改写队列数量为8，读队列数量不变。此时新的消息只能写入到前8个队列，而消费都消费的却是16个队列中的数据。当发现后8个Queue中的消息消费完毕后，就可以再将读队列数量动态设置为8。整个缩容过程，没有丢失任何消息。

三、RocketMQ安装与启动

• 官方运维手册：https://github.com/apache/rocketmq/blob/master/docs/cn/operation.md

1.单机安装和启动

• 官网安装教程：https://rocketmq.apache.org/docs/4.x/
• 安装前置条件：
  • 64-bit OS，Linux/Unix/macOS is recommended
  • 64-bit JDK 1.8+
    • 安装教程：https://qingsi.blog.csdn.net/article/details/136129131

1.下载并解压

# 1.创建存放目录
mkdir -p /data/rocketmq && cd /data/rocketmq
# 2.下载
wget https://dist.apache.org/repos/dist/release/rocketmq/4.9.8/rocketmq-all-4.9.8-bin-release.zip
# 3.解压
unzip rocketmq-all-4.9.8-bin-release.zip

2.启动

# 1.启动NameServer
nohup sh bin/mqnamesrv &
# 查看是否成功
tail -f ~/logs/rocketmqlogs/namesrv.log
# 显示这个代表成功：The Name Server boot success...

# 2.启动Broker
nohup sh bin/mqbroker -n localhost:9876 &
# 查看是否成功
tail -f ~/logs/rocketmqlogs/broker.log 
# 显示这个代表成功：The broker[broker-a,192.169.1.2:10911] boot success...

3.测试

# 1.测试生产者
export NAMESRV_ADDR=localhost:9876
sh bin/tools.sh org.apache.rocketmq.example.quickstart.Producer

# 2.测试消费者
sh bin/tools.sh org.apache.rocketmq.example.quickstart.Consumer

4.关闭服务

# 1.关闭broker
sh bin/mqshutdown broker
# 2.关闭NameServer
sh bin/mqshutdown namesrv

2.控制台安装

• RocketMQ有一个可视化的dashboard，通过该控制台可以直观的查看到很多数据。
• 下载地址：https://github.com/apache/rocketmq-externals/archive/refs/tags/rocketmq-console-1.0.0.zip

2.1 下载

mkdir -p /data/rocketmq_dashboard && cd /data/rocketmq_dashboard
# 1.下载
wget https://github.com/apache/rocketmq-externals/archive/refs/tags/rocketmq-console-1.0.0.zip
# 2.解压
unzip rocketmq-console-1.0.0.zip

2.2 配置nameserver地址

# 1.修改配置
# 修改的地方：（修改服务端口、修改rocketmq的ip地址）
vi rocketmq-externals-rocketmq-console-1.0.0/rocketmq-console/src/main/resources/application.properties

2.3 添加依赖

# 1.编辑pom.xml文件
vi rocketmq-externals-rocketmq-console-1.0.0/rocketmq-console/pom.xml

• 添加以下依赖

<dependency>
    <groupId>javax.xml.bind</groupId>
    <artifactId>jaxb-api</artifactId>
    <version>2.3.0</version>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>com.sun.xml.bind</groupId>
    <artifactId>jaxb-impl</artifactId>
    <version>2.3.0</version>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>com.sun.xml.bind</groupId>
    <artifactId>jaxb-core</artifactId>
    <version>2.3.0</version>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>javax.activation</groupId>
    <artifactId>activation</artifactId>
    <version>1.1.1</version>
</dependency>

2.4 打jar包

• 需要安装maven：https://qingsi.blog.csdn.net/article/details/137710489

# 1.进入到rocketmq-dashboard根目录
cd rocketmq-externals-rocketmq-console-1.0.0/rocketmq-console/
# 2.打包
mvn clean package -Dmaven.test.skip=true

2.5 测试

# 1.生成消息
export NAMESRV_ADDR=localhost:9876
sh bin/tools.sh org.apache.rocketmq.example.quickstart.Producer

• 访问：http://192.168.11.133:7000
  

3.集群搭建

• 集群搭建，代表的Broker集群

3.1 数据复制与刷盘策略

• 注意：异步刷盘可能会存在少量消息丢失
  
• 复制策略：复制策略是Broker的Master与Slave间的数据同步方式。分为同步复制与异步复制：
  • 同步复制：消息写入master后，master会等待slave同步数据成功后才向producer返回成功ACK
  • 异步复制：消息写入master后，master立即向producer返回成功ACK，无需等待slave同步数据成功
• 刷盘策略：刷盘策略指的是broker中消息的落盘方式，即消息发送到broker内存后消息持久化到磁盘的方式。分为同步刷盘与异步刷盘：
  • 同步刷盘：当消息持久化到broker的磁盘后才算是消息写入成功。
  • 异步刷盘：当消息写入到broker的内存后即表示消息写入成功，无需等待消息持久化到磁盘。

总结：
异步复制策略会降低系统的写入延迟，RT变小，提高了系统的吞吐量
异步刷盘策略会降低系统的写入延迟，RT变小，提高了系统的吞吐量
     消息写入到Broker的内存，一般是写入到了PageCache
     对于异步刷盘策略，消息会写入到PageCache后立即返回成功ACK。但并不会立即做落盘操作，而是当PageCache到达一定量时会自动进行落盘。

3.2 Broker集群模式

3.2.1 单Master

• 只有一个broker。这种方式也只能是在测试时使用，生产环境下不能使用，因为存在单点问题。

3.2.2 多Master

• broker集群仅由多个master构成，不存在Slave。同一Topic的各个Queue会平均分布在各个master节点上。
  • 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，由于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（不可消费），消息实时性会受到影响。

以上优点的前提是，这些Master都配置了RAID磁盘阵列。如果没有配置，一旦出现某Master宕机，则会发生大量消息丢失的情况。

3.2.3 多Master多Slave模式-异步复制

• broker集群由多个master构成，每个master又配置了多个slave(在配置了RAID磁盘阵列的情况下,一个master一般配置一个slave即可）。master与slave的关系是主备关系，即master负责处理消息的读写请求，而slave仅负责消息的备份与master宕机后的角色切换。
• 异步复制即前面所讲的复制策略中的异步复制策略，即消息写入master成功后，master立即向producer返回成功ACK，无需等待slave同步数据成功。
• 该模式的最大特点之一是，当master宕机后slave能够自动切换为master。不过由于slave从master的同步具有短暂的延迟（毫秒级），所以当master宕机后，这种异步复制方式可能会存在少量消息的丢失问题。

Slave从Master同步的延迟越短，其可能丢失的消息就越少
对于Master的RAID磁盘阵列，若使用的也是异步复制策略，同样也存在延迟问题，同样也可能会丢失消息。但RAID阵列的秘诀是微秒级的（因为是由硬盘支持的），所以其丢失的数据量会更少。

3.2.4 多Master多Slave模式-同步双写

• 该模式是多Master多slave模式的同步复制实现。所谓同步双写，指的是消息写入master成功后，master会等待slave同步数据成功后才向producer返回成功ACK,即master与slave都要写入成功后才会返回成功ACK，也即双写。
• 该模式与异步复制模式相比，优点是消息的安全性更高，不存在消息丢失的情况。但单个消息的RT略高，从而导致性能要略低（大约低10%）。
• 该模式存在一个大的问题：对于目前的版本，Master宕机后，Slave不能自动切换到Master。

3.2.5 最佳实践

• 一般会为Master配置RAID10磁盘陈列，然后再为其配置一个Slave。即利用了RAID10磁盘阵列的高效、安全性，又解决了可能会影响订阅的问题。

1）RAID磁盘阵列的效率要高于Master-Slave集群。因为RAID是硬件支持的。也正因为如此，所以RAID阵列的搭建成本较高。
2）多Master+RAID阵列，与多Master多Slave集群的区别是什么?
           多Master+RAID阵列，其仅仅可以保证数据不丢失，即不影响消息写入，但其可能会影响到消息的订阅。但其执行效率要远高于多Master多slave集群
           多Master多Slave集群，其不仅可以保证数据不丢失，也不会影响消息写入。其运行效率要低于多Master+RAID阵列

3.3 磁盘阵列RAID（扩展）

3.3.1 概念

• RAID磁盘阵列：廉价冗余磁盘阵列，由于当时大容量磁盘比较昂贵，RAID的基本思想就是将多个容量较小、相对廉价的磁盘进行有机组合，从而以较低的成本获得与昂贵大容量磁盘相当的容量、性能、可靠性。由于磁盘价格和成本的不断降低，廉价已经毫无意义。因此后来决定用独立代替廉价，于是RAID变成了独立磁盘冗余阵列。但是内容没有改变。

3.3.2 RAID等级

• RAID这种设计思想很快被业界接纳，RAID技术作为高性能、高可靠的存储技术，得到了非常广泛的应用。RAID主要利用镜像、数据条带和数据校验三种技术来获取高性能、可靠性、容错能力和扩展性，根据对这三种技术的使用策略和组合架构，可以把RAID分为不同的等级，以满足不同数据应用的需求。
• D.A.Patterson等的论文中定义了RAID0~RAID6原始RAID等级。随后存储厂商又不断推出RAID7、RAID10、RAID01、RAID50、RAID53、RAID100等RAID等级，但这些并无统一的标准。目前业界与学术界公认的标准是RAID0~RAID6，而在实际应用领域中使用最多的RAID等级是RAID0、RAID1、RAID3、RAID5、RAID6和RAID10。
• RAID每一个等级代表一种实现方法和技术，等级之间并无高低之分。在实际应用中，应当根据用户的数据应用特点，综合考虑可用性、性能和成本来选择合适的RAID等级，以及具体的实现方式。

3.3.3 关键技术

• 镜像技术：
  • 镜像技术是一种冗余技术，为磁盘提供数据备份功能，防止磁盘发生故障而造成数据丢失。对于RAID而言，采用镜像技术最典型地的用法就是，同时在磁盘阵列中产生两个完全相同的数据副本，并且分布在两个不同的磁盘上。镜像提供了完全的数据冗余能力，当一个数据副本失效不可用时，外部系统仍可正常访问另一副本，不会对应用系统运行和性能产生影响。而且，镜像不需要额外的计算和校验，故障修复非常快，直接复制即可。镜像技术可以从多个副本进行并发读取数据，提供更高的读I/0性能，但不能并行写数据，写多个副本通常会导致一定的I/O性能下降。
  • 镜像技术提供了非常高的数据安全性，其代价也是非常昂贵的，需要至少双倍的存储空间。高成本限制了镜像的广泛应用，主要应用于至关重要的数据保护，这种场合下的数据丢失可能会造成非常巨大的损失。
• 数据条带技术：数据条带化技术是一种自动将I/O操作负载均衡到多个物理磁盘上的技术。更具体地说就是，将一块连续的数据分成很多小部分并把它们分别存储到不同磁盘上。这就能使多个进程可以并发访问数据的多个不同部分，从而获得最大程度上的I/O并行能力，极大地提升性能。
• 数据校验技术：
  • 数据校验技术是指，RAID要在写入数据的同时进行校验计算，并将得到的校验数据存储在RAID成员磁盘中。校验数据可以集中保存在某个磁盘或分散存储在多个不同磁盘中。当其中一部分数据出错时，就可以对剩余数据和校验数据进行反校验计算重建丢失的数据。
  • 数据校验技术相对于镜像技术的优势在于节省大量开销，但由于每次数据读写都要进行大量的校验运算，对计算机的运算速度要求很高，且必须使用硬件RAID控制器。在数据重建恢复方面，检验技术比镜像技术复杂得多且慢得多。

3.3.4 RAID分类

• 软RAID：所有功能均有操作系统和CPU来完成，没有独立的RAID控制处理芯片和I/O处理芯片，效率自然最低。
• 硬RAID：配备了专门的RAID控制处理芯片和I/O处理芯片以及阵列缓冲，不占用CPU资源。效率很高，但成本也很高。
• 混合RAID：具备RAID控制处理芯片，但没有专门的I/O处理芯片，需要CPU和驱动程序来完成。性能和成本在软RAID和硬RAID之间。

3.3.5 常见RAID等级详解

3.3.5.1 JBOD

• JBOD，Just a Bunch of Disks,磁盘簇。表示一个没有控制软件提供协调控制的磁盘集合，这是RAID区别与JBOD的主要因素。JBOD将多个物理磁盘串联起来，提供一个巨大的逻辑磁盘。
• JBOD的数据存放机制是由第一块磁盘开始按顺序往后存储，当前磁盘存储空间用完后，再依次往后面的磁盘存储数据。JBOD存储性能完全等同于单块磁盘，而且也不提供数据安全保护。
• JBOD常指磁盘柜，而不论其是否提供RAID功能。不过，JBOD并非官方术语，官方称为Spanning。

其只是简单提供一种扩展存储空间的机制，JBOD可用存储容量等于所有成员磁盘的存储空间之和。

3.3.5.2 RAID0

• RAID0是一种简单的、无数据校验的数据条带化技术。实际上不是一种真正的RAID，因为它并不提供任何形式的冗余策略。RAID0将所在磁盘条带化后组成大容量的存储空间，将数据分散存储在所有磁盘中，以独立访问方式实现多块磁盘的并读访问。
• 理论上讲，一个由n块磁盘组成的RAID0，它的读写性能是单个磁盘性能的n倍，但由于总线带宽等多种因素的限制，实际的性能提升低于理论值。由于可以并发执行I/0操作，总线带宽得到充分利用。再加上不需要进行数据校验，RAIDO的性能在所有RAID等级中是最高的。
• RAID0 具有低成本、高读写性能、 100%的高存储空间利用率等优点，但是它不提供数据冗余保护，一旦
  数据损坏，将无法恢复。
• 应用场景：对数据的顺序读写要求不高，对数据安全性和可靠性要求不高，但对系统性能要求很高的场景。
  • 例如：音视频、微信语音等。

RAID0与JBOD对比：
1）存储容量：都是成员磁盘容量总和
2）磁盘利用率都是100%，即都没有做任何的数据冗余备份
 
RAID0与JBOD不同点：
1）JBOD：数据是顺序存放的，一个磁盘存满后才会开始存放到下一个磁盘
2）RAID：各个磁盘中的数据写入是并行的，是通过数据条带技术写入的。其读写性能是JBOD性能的N倍

3.3.5.3 RAID1

• RAID1就是一种镜像技术，它将数据完全一致地分别写到工作磁盘和镜像磁盘，它的磁盘空间利用率为50%|。RAID1在数据写入时，响应时间会有所影响，但是读数据的时候没有影响。RAID1提供了最佳的数据保护，一旦工作磁盘发生故障，系统将自动切换到镜像磁盘，不会影响使用。
• RAID1是为了增强数据安全性使两块磁盘数据呈现完全镜像，从而达到安全性好、技术简单、管理方便。RAID1拥有完全容错的能力，但实现成本高。
• 应用场景：对顺序读写性能要求较高，或对数据安全性要求较高的场景。
  • 例如邮件系统。

3.3.5.4 RAID10

• RAID10是一个RAID1与RAID0的组合体，所以它继承了RAID0的快速和RAID1的安全。
• 简答来说：先做条带，再做镜像。即将进来的数据分散到不同的磁盘，再将磁盘中的数据做镜像。

3.3.5.5 RAID01

• RAID01是一个RAID0与RAID1的组合体，所以它继承了RAID0的快速和RAID1的安全。
• 简答来说：先做镜像，再做条带。即将进来的数据先做镜像，再将镜像数据写入到与之前数据不同的磁盘，即再做条带。

3.3.5.6 总结

• RAID10要比RAID01的容错率要高，所以生产环境下一般不使用RAID01。

3.4 集群搭建实战

3.4.1 集群架构

• 这里要搭建一个双主双从异步复制的Broker集群。这里使用了两台主机来完成集群的搭建。这两台主机的功能与broker角色分配如下表。

IP	功能	BROKER角色
192.168.11.134	NameServer + Broker	Master1 + Slave2
192.168.11.135	NameServer + Broker	Master2 + Slave1

3.4.2 修改配置

• rocketmq的根目录/conf文件夹，有三个配置模版案例：我们需要用到2m-2s-async
  • 2m-2s-async：2主2从的异步
  • 2m-2s-sync：2主2从的同步
  • 2m-noslave ：2主

3.4.2.1 192.168.11.134

• broker-a.properties
  • master节点

# 指定整个broker集群的名称，或者说是RocketMQ集群的名称
brokerClusterName=DefaultCluster
# 指定master-slave集群的名称。一个RocketMQ集群可以包含多个master-slave集群
brokerName=broker-a
# master的brokerId为0
brokerId=0
# 指定删除消息存储过期文件的时间为凌晨4点
deleteWhen=04
# 指定未发生更新的消息存储文件的保留时长为48小时，48小时后过期，将会被删除
fileReservedTime=48
# 指定当前broker为异步复制master
brokerRole=ASYNC_MASTER
# 指定刷盘策略为异步刷盘
flushDiskType=ASYNC_FLUSH
# 指定Name Server的地址
namesrvAddr=192.168.11.134:9876;192.168.11.135:9876

• broker-b-s.properties
  • slave节点，需要配置数据存储路径，启动的端口

# 指定整个broker集群的名称，或者说是RocketMQ集群的名称
brokerClusterName=DefaultCluster
# 指定master-slave集群的名称。一个RocketMQ集群可以包含多个master-slave集群
brokerName=broker-b
# slave的brokerId为0
brokerId=1
# 指定删除消息存储过期文件的时间为凌晨4点
deleteWhen=04
# 指定未发生更新的消息存储文件的保留时长为48小时，48小时后过期，将会被删除
fileReservedTime=48
# 指定当前broker为slave
brokerRole=SLAVE
flushDiskType=ASYNC_FLUSH
# 指定Name Server的地址
namesrvAddr=192.168.11.134:9876;192.168.11.135:9876

# 指定Broker对外提供服务的端口，即Broker与producer与consumer通信的端口。
# 默认10911。由于当前主机同时充当着master1与s]ave2，而前面的master1使用的是默认端口。
# 这里需要将这两个端口加以区分，以区分出master1与slave2
listenPort=11911
# 指定消息存储相关的路径。默认路径为~/store目录。由于当前主机同时充当着master1与
# slave2，master1使用的是默认路径，这里就需要再指定一个不同路径
storePathRootDir=~/store-s
storePathCommitLog=~/store-s/commitlog
storePathConsumeQueue=~/store-s/consumequeue
storePathIndex=~/store-s/index
storeCheckpoint=~/store-s/checkpoint
abortFile=~/store-s/abort

3.4.2.1 192.168.11.135

• broker-a-s.properties

brokerClusterName=DefaultCluster
brokerName=broker-a
brokerId=1
deleteWhen=04
fileReservedTime=48
brokerRole=SLAVE
flushDiskType=ASYNC_FLUSH
namesrvAddr=192.168.11.134:9876;192.168.11.135:9876
listenPort=11911
storePathRootDir=~/store-s
storePathCommitLog=~/store-s/commitlog
storePathConsumeQueue=~/store-s/consumequeue
storePathIndex=~/store-s/index
storeCheckpoint=~/store-s/checkpoint
abortFile=~/store-s/abort

• broker-b.properties

brokerClusterName=DefaultCluster
brokerName=broker-b
brokerId=0
deleteWhen=04
fileReservedTime=48
brokerRole=ASYNC_MASTER
flushDiskType=ASYNC_FLUSH
namesrvAddr=192.168.11.134:9876;192.168.11.135:9876

3.4.3 启动

启动NameServer集群

• 分别启动两台，启动命令完全相同

# 1.启动NameServer
nohup sh bin/mqnamesrv &
# 查看是否成功
tail -f ~/logs/rocketmqlogs/namesrv.log
# 显示这个代表成功：The Name Server boot success...

启动两个master

• 分别启动两台机器的master

# 1.启动134服务器的broker的master
nohup sh bin/mqbroker -c conf/2m-2s-async/broker-a.properties &
# 查看是否成功
tail -f ~/logs/rocketmqlogs/broker.log 
# 显示这个代表成功：The broker[broker-a,192.169.1.2:10911] boot success...

# 2.启动135服务器的broker的master
nohup sh bin/mqbroker -c conf/2m-2s-async/broker-b.properties &
# 查看是否成功
tail -f ~/logs/rocketmqlogs/broker.log 
# 显示这个代表成功：The broker[broker-a,192.169.1.2:10911] boot success...

启动两个slave

• 分别启动两台机器的master

# 1.启动134服务器的broker的slave
nohup sh bin/mqbroker -c conf/2m-2s-async/broker-b-s.properties &
# 查看是否成功
tail -f ~/logs/rocketmqlogs/broker.log 
# 显示这个代表成功：The broker[broker-a,192.169.1.2:10911] boot success...

# 2.启动135服务器的broker的slave
nohup sh bin/mqbroker -c conf/2m-2s-async/broker-a-s.properties &
# 查看是否成功
tail -f ~/logs/rocketmqlogs/broker.log 
# 显示这个代表成功：The broker[broker-a,192.169.1.2:10911] boot success...

查看集群是否启动成功：sh bin/mqadmin clusterList -n localhost:9876

3.4.4 控制台nameserver配置

• 控制台地址需要使用新的nameserver地址，多个地址使用逗号隔开

# 打开配置文件
vi rocketmq-externals-rocketmq-console-1.0.0/rocketmq-console/src/main/resources/application.properties

4.mqadmin

• 官方运维手册：https://github.com/apache/rocketmq/blob/master/docs/cn/operation.md