官方文档可见：https://github.com/hiwei-zhang/rocketmq/tree/develop/docs/cn

RocketMQ集群架构

在这里插入图片描述
RocketMQ由以下这几个组件组成

NameServer : 提供轻量级的Broker路由服务。
Broker：实际处理消息存储、转发等服务的核心组件。
Producer：消息生产者集群。通常是业务系统中的一个功能模块。
Consumer：消息消费者集群。通常也是业务系统中的一个功能模块。
所以我们要启动RocketMQ服务，需要先启动NameServer。

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。
生产者中，会把同一类Producer组成一个集合，叫做生产者组，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。

同步发送

这种可靠性同步地发送方式使用的比较广泛，比如：重要的消息通知，短信通知。

public class SyncProducer {
	public static void main(String[] args) throws Exception {
    	// 实例化消息生产者Producer
        DefaultMQProducer producer = new DefaultMQProducer("please_rename_unique_group_name");
    	// 设置NameServer的地址
    	producer.setNamesrvAddr("localhost:9876");
    	// 启动Producer实例
        producer.start();
    	for (int i = 0; i < 100; i++) {
    	    // 创建消息，并指定Topic，Tag和消息体
    	    Message msg = new Message("TopicTest" /* Topic */,
        	"TagA" /* Tag */,
        	("Hello RocketMQ " + i).getBytes(RemotingHelper.DEFAULT_CHARSET) /* Message body */
        	);
        	// 发送消息到一个Broker
            SendResult sendResult = producer.send(msg);
            // 通过sendResult返回消息是否成功送达
            System.out.printf("%s%n", sendResult);
    	}
    	// 如果不再发送消息，关闭Producer实例。
    	producer.shutdown();
    }
}

异步发送

异步消息通常用在对响应时间敏感的业务场景，即发送端不能容忍长时间地等待Broker的响应。

public class AsyncProducer {
	public static void main(String[] args) throws Exception {
    	// 实例化消息生产者Producer
        DefaultMQProducer producer = new DefaultMQProducer("please_rename_unique_group_name");
    	// 设置NameServer的地址
        producer.setNamesrvAddr("localhost:9876");
    	// 启动Producer实例
        producer.start();
        producer.setRetryTimesWhenSendAsyncFailed(0);
	
	int messageCount = 100;
        // 根据消息数量实例化倒计时计算器
	final CountDownLatch2 countDownLatch = new CountDownLatch2(messageCount);
    	for (int i = 0; i < messageCount; i++) {
                final int index = i;
            	// 创建消息，并指定Topic，Tag和消息体
                Message msg = new Message("TopicTest",
                    "TagA",
                    "OrderID188",
                    "Hello world".getBytes(RemotingHelper.DEFAULT_CHARSET));
                // SendCallback接收异步返回结果的回调
                producer.send(msg, new SendCallback() {
                    @Override
                    public void onSuccess(SendResult sendResult) {
                        countDownLatch.countDown();
                        System.out.printf("%-10d OK %s %n", index,
                            sendResult.getMsgId());
                    }
                    @Override
                    public void onException(Throwable e) {
                        countDownLatch.countDown();
      	                System.out.printf("%-10d Exception %s %n", index, e);
      	                e.printStackTrace();
                    }
            	});
    	}
	// 等待5s
	countDownLatch.await(5, TimeUnit.SECONDS);
    	// 如果不再发送消息，关闭Producer实例。
    	producer.shutdown();
    }
}

单向发送

这种方式主要用在不特别关心发送结果的场景，例如日志发送。

public class OnewayProducer {
	public static void main(String[] args) throws Exception{
    	// 实例化消息生产者Producer
        DefaultMQProducer producer = new DefaultMQProducer("please_rename_unique_group_name");
    	// 设置NameServer的地址
        producer.setNamesrvAddr("localhost:9876");
    	// 启动Producer实例
        producer.start();
    	for (int i = 0; i < 100; i++) {
        	// 创建消息，并指定Topic，Tag和消息体
        	Message msg = new Message("TopicTest" /* Topic */,
                "TagA" /* Tag */,
                ("Hello RocketMQ " + i).getBytes(RemotingHelper.DEFAULT_CHARSET) /* Message body */
        	);
        	// 发送单向消息，没有任何返回结果
        	producer.sendOneway(msg);

    	}
    	// 如果不再发送消息，关闭Producer实例。
    	producer.shutdown();
    }
}

顺序消息

消息有序指的是可以按照消息的发送顺序来消费(FIFO)。RocketMQ可以严格的保证消息有序，可以分为分区有序或者全局有序。

顺序消费的原理解析，在默认的情况下消息发送会采取Round Robin轮询方式把消息发送到不同的queue(分区队列)；而消费消息的时候从多个queue上拉取消息，这种情况发送和消费是不能保证顺序。但是如果控制发送的顺序消息只依次发送到同一个queue中，消费的时候只从这个queue上依次拉取，则就保证了顺序。当发送和消费参与的queue只有一个，则是全局有序；如果多个queue参与，则为分区有序，即相对每个queue，消息都是有序的。

下面用订单进行分区有序的示例。一个订单的顺序流程是：创建、付款、推送、完成。订单号相同的消息会被先后发送到同一个队列中，消费时，同一个OrderId获取到的肯定是同一个队列。

package org.apache.rocketmq.example.order2;

import org.apache.rocketmq.client.producer.DefaultMQProducer;
import org.apache.rocketmq.client.producer.MessageQueueSelector;
import org.apache.rocketmq.client.producer.SendResult;
import org.apache.rocketmq.common.message.Message;
import org.apache.rocketmq.common.message.MessageQueue;

import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Date;
import java.util.List;

/**
* Producer，发送顺序消息
*/
public class Producer {

   public static void main(String[] args) throws Exception {
       DefaultMQProducer producer = new DefaultMQProducer("please_rename_unique_group_name");

       producer.setNamesrvAddr("127.0.0.1:9876");

       producer.start();

       String[] tags = new String[]{"TagA", "TagC", "TagD"};

       // 订单列表
       List<OrderStep> orderList = new Producer().buildOrders();

       Date date = new Date();
       SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
       String dateStr = sdf.format(date);
       for (int i = 0; i < 10; i++) {
           // 加个时间前缀
           String body = dateStr + " Hello RocketMQ " + orderList.get(i);
           Message msg = new Message("TopicTest", tags[i % tags.length], "KEY" + i, body.getBytes());

           SendResult sendResult = producer.send(msg, new MessageQueueSelector() {
               @Override
               public MessageQueue select(List<MessageQueue> mqs, Message msg, Object arg) {
                   Long id = (Long) arg;  //根据订单id选择发送queue
                   long index = id % mqs.size();
                   return mqs.get((int) index);
               }
           }, orderList.get(i).getOrderId());//订单id

           System.out.println(String.format("SendResult status:%s, queueId:%d, body:%s",
               sendResult.getSendStatus(),
               sendResult.getMessageQueue().getQueueId(),
               body));
       }

       producer.shutdown();
   }

   /**
    * 订单的步骤
    */
   private static class OrderStep {
       private long orderId;
       private String desc;

       public long getOrderId() {
           return orderId;
       }

       public void setOrderId(long orderId) {
           this.orderId = orderId;
       }

       public String getDesc() {
           return desc;
       }

       public void setDesc(String desc) {
           this.desc = desc;
       }

       @Override
       public String toString() {
           return "OrderStep{" +
               "orderId=" + orderId +
               ", desc='" + desc + '\'' +
               '}';
       }
   }

   /**
    * 生成模拟订单数据
    */
   private List<OrderStep> buildOrders() {
       List<OrderStep> orderList = new ArrayList<OrderStep>();

       OrderStep orderDemo = new OrderStep();
       orderDemo.setOrderId(15103111039L);
       orderDemo.setDesc("创建");
       orderList.add(orderDemo);

       orderDemo = new OrderStep();
       orderDemo.setOrderId(15103111065L);
       orderDemo.setDesc("创建");
       orderList.add(orderDemo);

       orderDemo = new OrderStep();
       orderDemo.setOrderId(15103111039L);
       orderDemo.setDesc("付款");
       orderList.add(orderDemo);

       orderDemo = new OrderStep();
       orderDemo.setOrderId(15103117235L);
       orderDemo.setDesc("创建");
       orderList.add(orderDemo);

       orderDemo = new OrderStep();
       orderDemo.setOrderId(15103111065L);
       orderDemo.setDesc("付款");
       orderList.add(orderDemo);

       orderDemo = new OrderStep();
       orderDemo.setOrderId(15103117235L);
       orderDemo.setDesc("付款");
       orderList.add(orderDemo);

       orderDemo = new OrderStep();
       orderDemo.setOrderId(15103111065L);
       orderDemo.setDesc("完成");
       orderList.add(orderDemo);

       orderDemo = new OrderStep();
       orderDemo.setOrderId(15103111039L);
       orderDemo.setDesc("推送");
       orderList.add(orderDemo);

       orderDemo = new OrderStep();
       orderDemo.setOrderId(15103117235L);
       orderDemo.setDesc("完成");
       orderList.add(orderDemo);

       orderDemo = new OrderStep();
       orderDemo.setOrderId(15103111039L);
       orderDemo.setDesc("完成");
       orderList.add(orderDemo);

       return orderList;
   }
}

延时消息

比如电商里，提交了一个订单就可以发送一个延时消息，1h后去检查这个订单的状态，如果还是未付款就取消订单释放库存。

RocketMQ延时消息开源版本有18个级别：

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

发送延时消息样例：

import org.apache.rocketmq.client.producer.DefaultMQProducer;
import org.apache.rocketmq.common.message.Message;

public class ScheduledMessageProducer {
   public static void main(String[] args) throws Exception {
      // 实例化一个生产者来产生延时消息
      DefaultMQProducer producer = new DefaultMQProducer("ExampleProducerGroup");
      // 启动生产者
      producer.start();
      int totalMessagesToSend = 100;
      for (int i = 0; i < totalMessagesToSend; i++) {
          Message message = new Message("TestTopic", ("Hello scheduled message " + i).getBytes());
          // 设置延时等级3,这个消息将在10s之后发送(现在只支持固定的几个时间,详看delayTimeLevel)
          message.setDelayTimeLevel(3);
          // 发送消息
          producer.send(message);
      }
       // 关闭生产者
      producer.shutdown();
  }
}

发送批量消息

批量发送消息能显著提高传递小消息的性能。限制是这些批量消息应该有相同的topic，相同的waitStoreMsgOK，而且不能是延时消息。此外，这一批消息的总大小不应超过4MB。

如果您每次只发送不超过4MB的消息，则很容易使用批处理，样例如下：

String topic = "BatchTest";
List<Message> messages = new ArrayList<>();
messages.add(new Message(topic, "TagA", "OrderID001", "Hello world 0".getBytes()));
messages.add(new Message(topic, "TagA", "OrderID002", "Hello world 1".getBytes()));
messages.add(new Message(topic, "TagA", "OrderID003", "Hello world 2".getBytes()));
try {
   producer.send(messages);
} catch (Exception e) {
   e.printStackTrace();
   //处理error
}

事务消息

事务消息共有三种状态，提交状态、回滚状态、中间状态：

TransactionStatus.CommitTransaction: 提交事务，它允许消费者消费此消息。
TransactionStatus.RollbackTransaction: 回滚事务，它代表该消息将被删除，不允许被消费。
TransactionStatus.Unknown: 中间状态，它代表需要检查消息队列来确定状态。

发送事务消息
使用 TransactionMQProducer类创建生产者，并指定唯一的 ProducerGroup，就可以设置自定义线程池来处理这些检查请求。执行本地事务后、需要根据执行结果对消息队列进行回复。

import org.apache.rocketmq.client.consumer.DefaultMQPushConsumer;
import org.apache.rocketmq.client.consumer.listener.ConsumeConcurrentlyContext;
import org.apache.rocketmq.client.consumer.listener.ConsumeConcurrentlyStatus;
import org.apache.rocketmq.client.consumer.listener.MessageListenerConcurrently;
import org.apache.rocketmq.common.message.MessageExt;
import java.util.List;
public class TransactionProducer {
   public static void main(String[] args) throws MQClientException, InterruptedException {
       TransactionListener transactionListener = new TransactionListenerImpl();
       TransactionMQProducer producer = new TransactionMQProducer("please_rename_unique_group_name");
       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("client-transaction-msg-check-thread");
               return thread;
           }
       });
       producer.setExecutorService(executorService);
       producer.setTransactionListener(transactionListener);
       producer.start();
       String[] tags = new String[] {"TagA", "TagB", "TagC", "TagD", "TagE"};
       for (int i = 0; i < 10; i++) {
           try {
               Message msg =
                   new Message("TopicTest1234", tags[i % tags.length], "KEY" + i,
                       ("Hello RocketMQ " + i).getBytes(RemotingHelper.DEFAULT_CHARSET));
               SendResult sendResult = producer.sendMessageInTransaction(msg, null);
               System.out.printf("%s%n", sendResult);
               Thread.sleep(10);
           } catch (MQClientException | UnsupportedEncodingException e) {
               e.printStackTrace();
           }
       }
       for (int i = 0; i < 100000; i++) {
           Thread.sleep(1000);
       }
       producer.shutdown();
   }
}

实现事务的监听接口
当发送半消息成功时，我们使用 executeLocalTransaction 方法来执行本地事务。它返回前一节中提到的三个事务状态之一。checkLocalTransaction 方法用于检查本地事务状态，并回应消息队列的检查请求。它也是返回前一节中提到的三个事务状态之一。

public class TransactionListenerImpl implements TransactionListener {
  private AtomicInteger transactionIndex = new AtomicInteger(0);
  private ConcurrentHashMap<String, Integer> localTrans = new ConcurrentHashMap<>();
  @Override
  public LocalTransactionState executeLocalTransaction(Message msg, Object arg) {
      int value = transactionIndex.getAndIncrement();
      int status = value % 3;
      localTrans.put(msg.getTransactionId(), status);
      return LocalTransactionState.UNKNOW;
  }
  @Override
  public LocalTransactionState checkLocalTransaction(MessageExt msg) {
      Integer status = localTrans.get(msg.getTransactionId());
      if (null != status) {
          switch (status) {
              case 0:
                  return LocalTransactionState.UNKNOW;
              case 1:
                  return LocalTransactionState.COMMIT_MESSAGE;
              case 2:
                  return LocalTransactionState.ROLLBACK_MESSAGE;
          }
      }
      return LocalTransactionState.COMMIT_MESSAGE;
  }
}

事务消息使用上的限制

事务消息不支持延时消息和批量消息。
为了避免单个消息被检查太多次而导致半队列消息累积，我们默认将单个消息的检查次数限制为 15 次，但是用户可以通过 Broker 配置文件的 transactionCheckMax参数来修改此限制。如果已经检查某条消息超过 N 次的话（ N = transactionCheckMax ）则 Broker 将丢弃此消息，并在默认情况下同时打印错误日志。用户可以通过重写 AbstractTransactionalMessageCheckListener 类来修改这个行为。
事务消息将在 Broker 配置文件中的参数 transactionTimeout 这样的特定时间长度之后被检查。当发送事务消息时，用户还可以通过设置用户属性 CHECK_IMMUNITY_TIME_IN_SECONDS 来改变这个限制，该参数优先于 transactionTimeout 参数。
事务性消息可能不止一次被检查或消费。
提交给用户的目标主题消息可能会失败，目前这依日志的记录而定。它的高可用性通过 RocketMQ 本身的高可用性机制来保证，如果希望确保事务消息不丢失、并且事务完整性得到保证，建议使用同步的双重写入机制。
事务消息的生产者 ID 不能与其他类型消息的生产者 ID 共享。与其他类型的消息不同，事务消息允许反向查询、MQ服务器能通过它们的生产者 ID 查询到消费者。

消息消费者（Consumer）

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。

FAQ

如何保证消息不丢失？

在这里插入图片描述

RocketMQ丢消息的点在主要在图上标记的四个点，解决方案:

发送消息：使用事务消息
消息主从复制
如果Broker以一个集群的方式部署，会有一个master节点和多个slave节点，消息需要从Master复制到Slave上。而消息复制的方式分为同步复制和异步复制。
(1) 同步复制：同步复制是等Master和Slave都写入消息成功后才反馈给客户端写入成功的状态。在同步复制下，如果Master节点故障，Slave上有全部的数据备份，数据不会丢失。但是同步复制会增大数据写入的延迟，降低系统的吞吐量。
(2) 异步复制：异步复制是只要master写入消息成功，就反馈给客户端写入成功的状态。然后再异步的将消息复制给Slave节点。在异步复制下，系统拥有较低的延迟和较高的吞吐量。但是如果master节点故障，而有些数据没有完成复制，就会造成数据丢失。
保证消息不丢失需要采用同步复制

dledger模式： dledger模式是一种高可用的模式，支持master选举功能。在使用Dledger技术搭建的RocketMQ集群中，Dledger会通过两阶段提交的方式保证文件在主从之间成功同步。

简单来说，数据同步会通过两个阶段，一个是uncommitted阶段，一个是commited阶段。
1. Leader Broker上的Dledger收到一条数据后，会标记为uncommitted状态，然后他通过自己的DledgerServer组件把这个uncommitted数据发给Follower Broker的DledgerServer组件。
2. 接着Follower Broker的DledgerServer收到uncommitted消息之后，必须返回一个ack给Leader Broker的Dledger。然后如果Leader Broker收到超过半数的Follower Broker返回的ack
之后，就会把消息标记为committed状态。
3. 再接下来， Leader Broker上的DledgerServer就会发送committed消息给Follower Broker上的DledgerServer，让他们把消息也标记为committed状态。这样，就基于Raft协议完成了两阶段的数据同步。

消息刷盘
RocketMQ需要将消息存储到磁盘上，这样才能保证断电后消息不会丢失。同时这样才可以让存储的消息量可以超出内存的限制。RocketMQ为了提高性能，会尽量保证磁盘的顺序写。消息在写入磁盘时，有两种写磁盘的方式，同步刷盘和异步刷盘。

（1）同步刷盘：在返回写成功状态时，消息已经被写入磁盘。具体流程是，消息写入内存的PAGECACHE后，立刻通知刷盘线程刷盘，然后等待刷盘完成，刷盘线程执行完成后唤醒等待的线程，返回消息写成功的状态。
（2）异步刷盘：在返回写成功状态时，消息可能只是被写入了内存的PAGECACHE，写操作的返回快，吞吐量大；当内存里的消息量积累到一定程度时，统一触发写磁盘动作，快速写入。
配置方式：
刷盘方式是通过Broker配置文件里的flushDiskType 参数设置的，这个参数被配置成SYNC_FLUSH、ASYNC_FLUSH中的一个。
消息消费
采用同步消费的处理方式，消息处理完成后再返回ACK。

如何保证消息顺序？

发送消息时选择messageQueue。

SendResult sendResult = producer.send(msg, (mqs, msg1, arg) -> {
   Integer id = (Integer) arg;
   int index = id % mqs.size();
   return mqs.get(index);
}, orderId);

如何保证消息不被重复消费？

消费过程幂等
RocketMQ无法避免消息重复（Exactly-Once），所以如果业务对消费重复非常敏感，务必要在业务层面进行去重处理。可以借助关系数据库进行去重。首先需要确定消息的唯一键，可以是msgId，也可以是消息内容中的唯一标识字段，例如订单Id等。在消费之前判断唯一键是否在关系数据库中存在。如果不存在则插入，并消费，否则跳过。（实际过程要考虑原子性问题，判断是否存在可以尝试插入，如果报主键冲突，则插入失败，直接跳过）

msgId一定是全局唯一标识符，但是实际使用中，可能会存在相同的消息有两个不同msgId的情况（消费者主动重发、因客户端重投机制导致的重复等），这种情况就需要使业务字段进行重复消费。

生产者组的作用？

DefaultMQProducer producer = new DefaultMQProducer("Daily_test");

生产者中，会把同一类Producer组成一个集合，叫做生产者组，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。

使用RocketMQ如何快速处理积压消息？

如何确定RocketMQ有大量的消息积压？
在正常情况下，使用MQ都会要尽量保证他的消息生产速度和消费速度整体上是平衡的，但是如果部分消费者系统出现故障，就会造成大量的消息积累。在Web控制台的主题页面，可以通过 Consumer管理按钮实时看到消息的积压情况。

另外，也可以通过mqadmin指令在后台检查各个Topic的消息延迟情况。
还有RocketMQ也会在他的 ${storePathRootDir}/config 目录下落地一系列的json文件，也可以用来跟踪消息积压情况。可以依次来进行报警等操作。
如何处理大量积压的消息？
这里分为两种情况：
（1） RocketMQ的消息队列数量>消费者数量（messageQueue>consumer）：增加consumer，提高消息消费速度。
（2） RocketMQ的消息队列数量<=消费者数量（messageQueue<=consumer）：当consumer的数量大于队列数量时，根据消费者队列分配的规则，继续增加的consumer也不会进行消息消费，所以这时不能再通过增加consumer来提高消费速度了。这时我们可以提高单个消费者的消费速度，如消费者端开启多线程进行异步消费。但是很多情况下异步消费并不适合，这时就需要对增加messageQueue数量解决，可以创建一个新的topic，配置足够多的messageQueue。然后把所有的消费者都指向新的topic进行消费。再紧急上线一组新的消费者，消费原有的topic，将消息转发至新的topic，因为只是转发，所以速度很快。然后在新的Topic上，就可以通过增加消费者个数来提高消费速度了。之后再根据情况恢复成正常情况。