RocketMQ 高级特性

1，事务消息代码实现

之前我们已经在讨论订单业务消息丢失问题中引出了事务消息，本内容我们就实际用代码来实现一下事务消息吧。首先我们用原生代码来实现一下事务消息，下面是事务消息生产者TransactionProducer类的代码，具体代码解释已经用注释标明。

package com.huc.rocketmq.transaction;
import org.apache.rocketmq.client.exception.MQClientException;
import org.apache.rocketmq.client.producer.TransactionListener;
import org.apache.rocketmq.client.producer.TransactionMQProducer;
import org.apache.rocketmq.client.producer.TransactionSendResult;
import org.apache.rocketmq.common.message.Message;
import org.apache.rocketmq.remoting.common.RemotingHelper;

import java.io.UnsupportedEncodingException;
import java.util.concurrent.*;

/**
 * @author buwt
 */
public class TransactionProducer {
public static void main(String[] args)
 throws MQClientException, UnsupportedEncodingException {
        // 这里是一个自定义的接收RocketMQ回调的监听接口
        TransactionListener transactionListener = new TransactionListenerImpl();
        // 创建支持事务消息的Producer,并指定生产者组
        TransactionMQProducer producer =
                new TransactionMQProducer("testTransactionGroup");
        // 指定一个线程池，用于处理RocketMQ回调请求的
        ExecutorService executorService = new ThreadPoolExecutor(
                2,
                5,
                100,
                TimeUnit.SECONDS,
                new ArrayBlockingQueue<Runnable>(2000),
                new ThreadFactory() {
                    @Override
                    public Thread newThread(Runnable r) {
                        Thread thread = new Thread(r);
                        thread.setName("testThread");
                        return thread;
                    }
                }
        );
        // 给事务消息生产者设置线程池
        producer.setExecutorService(executorService);
        // 给事务消息生产者设置回调接口
        producer.setTransactionListener(transactionListener);
        // 启动生产者
        producer.start();
        // 构造一条订单支付成功的消息
        Message message = new Message(
                "PayOrderSuccessTopic",
                "testTag",
                "testKey",
                "订单支付消息".getBytes(RemotingHelper.DEFAULT_CHARSET)
        );

        // 将消息作为half消息发送出去
        try {
            TransactionSendResult result = producer.sendMessageInTransaction(message, null);
        } catch (Exception e) {
           // half消息发送失败
            // 订单系统执行回滚逻辑，比如退款、关闭订单
        }
    }
}

针对于half消息发送失败的情况，是有可能一直接收不到消息发送失败的异常的，所以我们可以在发送half消息的时候，同时保存一份half消息到内存中，或者写入磁盘里，后台开启线程去检查half消息，如果超过10分钟都没有接到响应，就自动执行回滚逻辑。那么如果half消息成功了，如何执行本地事务逻辑呢？这就要说到代码中自定义的回调监听接口TransactionListenerImpl类了，代码如下：

package com.huc.rocketmq.transaction;

import org.apache.rocketmq.client.producer.LocalTransactionState;
import org.apache.rocketmq.client.producer.TransactionListener;
import org.apache.rocketmq.common.message.Message;
import org.apache.rocketmq.common.message.MessageExt;

public class TransactionListenerImpl implements TransactionListener {
    /**
     * 如果half消息发送成功了，就会回调这个方法，执行本地事务
     * @param message
     * @param o
     * @return
     */
    @Override
    public LocalTransactionState executeLocalTransaction(Message message, Object o) {
        // 执行订单本地业务，并根据结构返回commit/rollback
        try {
            // 本地事务执行成功，返回commit
            return LocalTransactionState.COMMIT_MESSAGE;
 }catch (Exception e){
            // 本地事务执行失败，返回rollback,作废half消息
            return LocalTransactionState.ROLLBACK_MESSAGE;
        }
    }

    /**
     * 如果没有正确返回commit或rollback，会执行此方法
     * @param messageExt
     * @return
     */
    @Override
    public LocalTransactionState checkLocalTransaction(MessageExt messageExt) {
        // 查询本地事务是否已经成功执行了,再次根据结果返回commit/rollback
        try {
            // 本地事务执行成功，返回commit
            return LocalTransactionState.COMMIT_MESSAGE;
        }catch (Exception e){
            // 本地事务执行失败，返回rollback,作废half消息
            return LocalTransactionState.ROLLBACK_MESSAGE;
        }
    }
}

到这里事务消息的代码我们就完成了，但是我相信小伙伴们不会满足于仅仅使用原生代码实现，那接下来我们就用Spring Boot重写编写一次相同的逻辑。

使用Spring Boot项目后，我们还是先准备一个消息的实体类TranMessage，代码如下：

package com.huc.rocketmq.transaction.spring;

/**
 * 事务消息实体
 */
public class TranMessage {

    public static final String TOPIC = "Tran";

    /**
     * 编号
     */
    private Integer id;

    public TranMessage setId(Integer id) {
        this.id = id;
        return this;
    }

    public Integer getId() {
        return id;
    }
    @Override
public String toString() {
        return "TranMessage{" +
                "id=" + id +
                '}';
    }
}
 然后我们编写事务消息的生产者TranProducer：

package com.huc.rocketmq.transaction.spring;

import org.apache.rocketmq.client.producer.SendResult;
import org.apache.rocketmq.spring.core.RocketMQTemplate;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.messaging.Message;
import org.springframework.messaging.support.MessageBuilder;
import org.springframework.stereotype.Component;

@Component
public class TranProducer {

    @Autowired
    private RocketMQTemplate rocketMQTemplate;

    public SendResult sendMessageInTransaction(Integer id) {
        // 创建TranMessage消息
        Message<TranMessage> message = MessageBuilder
                .withPayload(new TranMessage().setId(id)).build();
        // 发送事务消息
        return rocketMQTemplate.sendMessageInTransaction(TranMessage.TOPIC,
                message,id);
    }

}

同样的，我们需要编写一个回调监听的实现类，用于自定义处理本地事务，返回commit或者rollback消息。代码如下：

package com.huc.rocketmq.transaction.spring;

import org.apache.rocketmq.spring.annotation.RocketMQTransactionListener;
import org.apache.rocketmq.spring.core.RocketMQLocalTransactionListener;
import org.apache.rocketmq.spring.core.RocketMQLocalTransactionState;
import org.springframework.messaging.Message;
// 注解中可以指定线程池参数
@RocketMQTransactionListener(corePoolSize=2,maximumPoolSize=5)
public class TransactionListenerImpl implements RocketMQLocalTransactionListener {
    @Override
    public RocketMQLocalTransactionState executeLocalTransaction(Message msg, Object arg) {
        // 执行订单本地业务，并根据结构返回commit/rollback
        try {
            // 本地事务执行成功，返回commit
            return RocketMQLocalTransactionState.COMMIT;
        }catch (Exception e){
 // 本地事务执行失败，返回rollback,作废half消息
            return RocketMQLocalTransactionState.ROLLBACK;
        }
    }

    @Override
    public RocketMQLocalTransactionState checkLocalTransaction(Message msg) {
        // 查询本地事务是否已经成功执行了,再次根据结果返回commit/rollback
        try {
            // 本地事务执行成功，返回commit
            return RocketMQLocalTransactionState.COMMIT;
        }catch (Exception e){
            // 本地事务执行失败，返回rollback,作废half消息
            return RocketMQLocalTransactionState.ROLLBACK;
        }
    }
}

有了原生代码的实现经验，相信小伙伴们对于使用Spring Boot集成后的代码同样可以轻松看得懂。好了，至此事务消息的代码我们就已经实现了。

2，顺序消息代码实现

有关消息乱序的出现原因以及解决方案我们已经在8.4.3小节中讲解过了，小伙伴们可以去复习一下，本节我们将直接讨论代码的实现，首先还是使用原生代码实现。

经过之前的学习我们知道，解决消息乱序的方案就是把需要保证顺序的消息发送到同一个MessageQueue中，所以我们一定是需要编写一个MessageQueue的选择器的，RocketMQ的API中确实是有这部分内容的，就是MessageQueueSelector，下面就以原生代码异步的发送为例，在发送消息的时候指定队列选择器，主要代码如下，注释已经说明代码的含义：

producer.send(
        msg,
        new MessageQueueSelector() {
            @Override
            public MessageQueue select(List<MessageQueue> mqs, Message msg, Object arg) {
                Long orderId = (Long) arg; // 根据订单id选择发送的queue
                long index = orderId % mqs.size();// 用订单id于MessageQueue的数量取模
                return mqs.get((int) index); // 返回一个运算后固定的MessageQueue
            }
        },
        orderId, // 传入订单id
        new SendCallback() {
            @Override
            public void onSuccess(SendResult sendResult) {
                System.out.println(sendResult);
            }
            @Override
public void onException(Throwable throwable) {
                System.out.println(throwable);
            }
         }
 )；

在发送消息时增加一个MessageQueueSelector，就可以实现统一订单id的消息一直会发送到同一个MessageQueue之中，可以解决消息乱序问题。

接着我们来看消费者部分的代码实现，主要代码如下：

consumer.registerMessageListener(new MessageListenerOrderly() {
            @Override
            public ConsumeOrderlyStatus consumeMessage(List<MessageExt> msgs,
                                                       ConsumeOrderlyContext context) {
                try {
                    // 对有序的消息进行顺序处理
                    for (MessageExt t : msgs) {

                    }
                    return ConsumeOrderlyStatus.SUCCESS;
                } catch (Exception e) {
                    // 如果消息处理出错，返回一个状态，暂停一会儿再来处理这批消息。
                    return 
ConsumeOrderlyStatus.SUSPEND_CURRENT_QUEUE_A_MOMENT;
                }
            }
        });

这里面要注意的是我们注册的监听器是MessageListenerOrderly，这个监听器为了保证顺序消费，Consumer会对每一个ConsumerQueue只使用一个线程来处理消息，如果使用了多线程，是无法避免消息乱序的。

至此原生代码的实现已经完成了，Spring Boot的代码原理也是一样的。

消息实体的代码我们就省略了，直接看生产者的代码，如下：

package com.huc.rocketmq.order.spring;

import com.huc.rocketmq.spring.DemoMessage;
import org.apache.rocketmq.client.producer.SendCallback;
import org.apache.rocketmq.client.producer.SendResult;
import org.apache.rocketmq.spring.core.RocketMQTemplate;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.stereotype.Component;

@Component
public class OrderProducer {

    @Autowired
    private RocketMQTemplate rocketMQTemplate;

    public SendResult syncSend(Integer id) {
        // 创建 DemoMessage 消息
        DemoMessage message = new DemoMessage();
        message.setId(id);
        // 同步发送消息
        return rocketMQTemplate.syncSendOrderly(DemoMessage.TOPIC,
                message,String.valueOf(id));
 }

    public void asyncSend(Integer id, SendCallback callback) {
        // 创建 DemoMessage 消息
        DemoMessage message = new DemoMessage();
        message.setId(id);
        // 异步发送消息
        rocketMQTemplate.asyncSendOrderly(DemoMessage.TOPIC,
                message,String.valueOf(id),callback);
    }

    public void onewaySend(Integer id) {
        // 创建 DemoMessage 消息
        DemoMessage message = new DemoMessage();
        message.setId(id);
        // oneway 发送消息
        rocketMQTemplate.sendOneWayOrderly(DemoMessage.TOPIC,
                message,String.valueOf(id));
    }

}

以上代码中可以看出，每个发送方法中都调用了对应的Orderly方法，并传入了一个id值，默认根据id值采用SelectMessageQueueByHash策略来选择MessageQueue。

接下来我们继续看消费者代码的实现。

package com.huc.rocketmq.order.spring;

import com.huc.rocketmq.spring.DemoMessage;
import org.apache.rocketmq.spring.annotation.ConsumeMode;
import org.apache.rocketmq.spring.annotation.RocketMQMessageListener;
import org.apache.rocketmq.spring.core.RocketMQListener;
import org.slf4j.Logger;
import org.slf4j.LoggerFactory;
import org.springframework.stereotype.Component;

@Component
@RocketMQMessageListener(
        topic = DemoMessage.TOPIC,
        consumerGroup = "demo-consumer-group-" + DemoMessage.TOPIC,
        consumeMode = ConsumeMode.ORDERLY // 设置为顺序消费
)
public class OrderConsumer implements RocketMQListener<DemoMessage> {

    private Logger logger = LoggerFactory.getLogger(getClass());

    @Override
    public void onMessage(DemoMessage message) {
        logger.info("[onMessage][线程编号:{} 消息内容：{}]", Thread.currentThread().getId(), message);
    }

}

可以看到消费者代码改动很小，只需要在@RocketMQMessageListener注解中新增consumeMode = ConsumeMode.ORDERLY，就可以指定顺序消费了，小伙伴们可以大胆的猜测它的实现原理，和我们的原生代码实现的方式是相同的。

3，消息过滤代码实现

RocketMQ是包含消息过滤功能的，现在假如我们不使用消息过滤功能，获取到一个Topic中的消息可能包含了相关主题的多个表的信息。如果我们的需求是根据获取的消息同步某张表A的数据，那么就需要在获取消息后自行判断消息是否属于表A，如果属于表A才去处理，如果不是表A就直接丢弃。这种做法多了一层逻辑判断，自然会对系统的性能产生影响。这个时候RocketMQ的过滤机制就可以展示它的作用了，我们在发送消息的时候可以直接给消息指定tag和属性，主要代码如下：

// 构建消息对象
        Message msg = new Message(
                topic, //这里指定的是topic
                "A",//这里存放的Tag 消费者会根据tag进行消息过滤
                message.getBytes(RemotingHelper.DEFAULT_CHARSET));
        // 我们还可以设置一些用户自定义的属性
        msg.putUserProperty("name","value");

消费者在消费数据时就可以根据tag和属性进行过滤了，比如下边的写法：

// 订阅test Topic , 第二个参数是通过tag过滤，意思是过滤出tag为A或B的消息
        consumer.subscribe("test", "A||B");

对应到spring boot中的实现也很简单，生产者部分关键代码如下：

// 创建 DemoMessage 消息
        Message<DemoMessage> message = MessageBuilder
                .withPayload(new DemoMessage().setId(id))
                .setHeader(MessageConst.PROPERTY_TAGS,"A")// 设置消息的tag
                .build();

消费者过滤的主要代码如下：

@RocketMQMessageListener(
        topic = DemoMessage.TOPIC,
        consumerGroup = "demo-consumer-group-" + DemoMessage.TOPIC,
        selectorExpression = "A||B" // 通过tag过滤
)

消费者部分只要在@RocketMQMessageListener注解中增加selectorExpression属性就可以了。

4，延时消息代码实现

在讨论延时消息的代码实现之前，先讨论一下电商系统的超时未支付业务流程。如图1所示：

图1放弃支付流程

这个流程的关键问题就是超时未支付的订单处于“待支付”状态，并锁定了库存，当时我们提出的解决方案就是提供一个后台线程，来扫描待支付订单，如果超过30分钟还未支付，就把订单关闭，解锁库存。小伙伴们可以思考一下，这样的解决方案真的可以在生产环境落地吗？首先，后台线程不停的扫描订单数据，如果订单数据量很大，就会导致严重的系统性能问题。其次，如果我们的订单系统是一个分布式系统，你的后台线程要如何部署？多久扫描一次？所以，使用后台线程扫描订单数据并不是一个优雅的解决方案，这个时候本小节的主人公延时消息就该出场了。 RocketMQ的延时消息可以做到这样的效果，订单系统发送一条消息，等30分钟后，这条消息才可以被消费者消费。所以我们引入延时消息后，就可以单独准备一个订单扫描服务，来消费延时消息，当它获得消息的时候再去验证订单是否已经支付，如果已经支付什么都不用做，如果还未支付就去进行关闭订单，解锁库存的操作。如图2所示：

图2延时消息放弃支付流程

使用延时消息后，就可以避免扫描大量订单数据的操作了，而且订单扫描服务也可以分布式部署多个，只要同时订阅一个Topic就可以了。应用场景我们已经了解了，现在我们来看一下代码应该如何实现。延时消息使用原生代码实现特别容易，主要代码如下：

// 构建消息对象
        Message msg = new Message(
                topic, //这里指定延时消息的topic
                message.getBytes(RemotingHelper.DEFAULT_CHARSET));
        // 指定延时级别为3
        msg.setDelayTimeLevel(3);
        producer.send(msg);

可以看到最核心的内容就是msg.setDelayTimeLevel(3)，设置了延迟级别。

RocketMQ支持的延迟级别有18个，这个我们之前已经介绍过了，如下：

messageDelayLevel=1s 5s 10s 30s 1m 2m 3m 4m 5m 6m 7m 8m 9m 10m 20m 30m 1h 2h

所以设置为3代表10s后消息可以被消费者消费。

消费者的代码这里就不演示了，没有什么特殊的写法。

下面我们来看一下Spring Boot的生产者代码实现：

// 创建 DemoMessage 消息
        Message<DemoMessage> message = MessageBuilder
                .withPayload(new DemoMessage().setId(id))
                .build();
        // 同步发送消息
        return rocketMQTemplate.syncSend(DemoMessage.TOPIC,
                message,
                30*1000,
                3);// 此处设置的就是延时级别