RocketMQ-整合SpringBoot

SpringBoot整合RocketMQ

创建Maven工程,引入关键依赖:

<dependencies>
    <dependency>
        <groupId>org.apache.rocketmq</groupId>
        <artifactId>rocketmq-spring-boot-starter</artifactId>
        <version>2.2.2</version>
        <exclusions>
            <exclusion>
                <groupId>org.apache.rocketmq</groupId>
                <artifactId>rocketmq-client</artifactId>
            </exclusion>
        </exclusions>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>org.apache.rocketmq</groupId>
        <artifactId>rocketmq-client</artifactId>
        <version>4.9.5</version>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
        <version>2.5.9</version>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
        <version>2.5.9</version>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>junit</groupId>
        <artifactId>junit</artifactId>
        <version>4.13.2</version>
        <scope>test</scope>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>io.springfox</groupId>
        <artifactId>springfox-swagger-ui</artifactId>
        <version>2.9.2</version>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>io.springfox</groupId>
        <artifactId>springfox-swagger2</artifactId>
        <version>2.9.2</version>
    </dependency>
</dependencies>

启动类

@SpringBootApplication
public class RocketMQSBApplication 
{
    public static void main(String[] args) 
    {
        SpringApplication.run(RocketMQSBApplication.class,args);
    }
}

配置文件:

rocketmq.name-server=192.168.0.128:9876
rocketmq.producer.group=springBootGroup
​
#如果这里不配,那就需要在消费者的注解中配。
#rocketmq.consumer.topic=
rocketmq.consumer.group=testGroup
server.port=9000

声明生产者,直接使用RocketMQTemplate进行消息发送。

import org.apache.rocketmq.client.producer.SendResult;
import org.apache.rocketmq.spring.core.RocketMQTemplate;
import org.apache.rocketmq.spring.support.RocketMQHeaders;
import org.springframework.messaging.Message;
import org.springframework.messaging.support.MessageBuilder;
import org.springframework.stereotype.Component;
import javax.annotation.Resource;
​
@Component
public class SpringProducer 
{
    @Resource
    private RocketMQTemplate rocketMQTemplate;
​
    public void sendMessage(String topic,String msg)
    {
        this.rocketMQTemplate.convertAndSend(topic,msg);
    }
}

消费者声明,所有属性通过@RocketMQMessageListener注解声明。

@Component
@RocketMQMessageListener(consumerGroup = "MyConsumerGroup", topic = "TestTopic",consumeMode= ConsumeMode.CONCURRENTLY,messageModel= MessageModel.BROADCASTING)
public class SpringConsumer implements RocketMQListener<String> 
{
    @Override
    public void onMessage(String message) 
    {
        System.out.println("Received message : "+ message);
    }
}

注意:SpringBoot框架中对消息的封装与原生API的消息封装是不一样的。

如何处理各种消息类型

1、各种基础的消息发送机制

2、一个RocketMQTemplate实例只能包含一个生产者,也就只能往一个Topic下发送消息。如果需要往另外一个Topic下发送消息,就需要通过@ExtRocketMQTemplateConfiguration()注解另外声明一个子类实例。

3、对于事务消息机制,最关键的事务监听器需要通过@RocketMQTransactionListener注解注入到Spring容器当中。在这个注解当中可以通过rocketMQTemplateBeanName属性,指向具体的RocketMQTemplate子类。

实现原理

1、Push模式

Push模式对于@RocketMQMessageListener注解的处理方式,入口在rocketmq-spring-boot-2.2.2.jar中的org.apache.rocketmq.spring.autoconfigure.ListenerContainerConfiguration类中。

ListenerContainerConfiguration类继承了Spring当中的SmartInitializingSingleton接口,当Spring容器当中所有非懒加载的实例加载完成后,就会触发他的afterSingletonsInstantiated方法进行初始化。在这个方法中会去扫描所有带有注解@RocketMQMessageListener注解的类,将他注册到内部一个Container容器当中。

public void afterSingletonsInstantiated() {
    Map<String, Object> beans = this.applicationContext.getBeansWithAnnotation(RocketMQMessageListener.class)
        .entrySet().stream().filter(entry -> !ScopedProxyUtils.isScopedTarget(entry.getKey()))
        .collect(Collectors.toMap(Map.Entry::getKey, Map.Entry::getValue));
​
    beans.forEach(this::registerContainer);
}

这里这个Container可以认为是客户端实例的一个容器,通过这个容器来封装RocketMQ的原生API。

registerContainer关键源码:

private void registerContainer(String beanName, Object bean) {
    ... ...
    //获取Bean上面的注解
    RocketMQMessageListener annotation = clazz.getAnnotation(RocketMQMessageListener.class);
​
    ... ...
    //检查注解的配置情况
    validate(annotation);
​
    String containerBeanName = String.format("%s_%s", DefaultRocketMQListenerContainer.class.getName(),
        counter.incrementAndGet());
    GenericApplicationContext genericApplicationContext = (GenericApplicationContext) applicationContext;
    
    //将扫描到的注解转化成为Container,并注册到上下文中。
    genericApplicationContext.registerBean(containerBeanName, DefaultRocketMQListenerContainer.class,
        () -> createRocketMQListenerContainer(containerBeanName, bean, annotation));
    DefaultRocketMQListenerContainer container = genericApplicationContext.getBean(containerBeanName,
        DefaultRocketMQListenerContainer.class);
    
    //启动容器,这里就相当于是启动了消费者
    if (!container.isRunning()) {
        try {
            container.start();
        } catch (Exception e) {
            log.error("Started container failed. {}", container, e);
            throw new RuntimeException(e);
        }
    }
​
    log.info("Register the listener to container, listenerBeanName:{}, containerBeanName:{}", beanName, containerBeanName);
}

重要方法createRocketMQListenerContainer,里面基本看不到RocketMQ的原生API,都是在创建并维护一个DefaultRocketMQListenerContainer对象

DefaultRocketMQListenerContainer类实现了InitializingBean接口,要关注他的afterPropertiesSet方法。这是Spring提供的对象初始化的扩展机制。

public void afterPropertiesSet() throws Exception {
    initRocketMQPushConsumer();
​
    this.messageType = getMessageType();
    this.methodParameter = getMethodParameter();
    log.debug("RocketMQ messageType: {}", messageType);
}

initRocketMQPushConsumer方法里就会创建一个RocketMQ原生的DefaultMQPushConsumer消费者。

关键源码:

private void initRocketMQPushConsumer() throws MQClientException {
    ... ...
    //检查并创建consumer对象
    if (Objects.nonNull(rpcHook)) {
        consumer = new DefaultMQPushConsumer(consumerGroup, rpcHook, new AllocateMessageQueueAveragely(),
            enableMsgTrace, this.applicationContext.getEnvironment().
            resolveRequiredPlaceholders(this.rocketMQMessageListener.customizedTraceTopic()));
        consumer.setVipChannelEnabled(false);
    } else {
        log.debug("Access-key or secret-key not configure in " + this + ".");
        consumer = new DefaultMQPushConsumer(consumerGroup, enableMsgTrace,
            this.applicationContext.getEnvironment().
                resolveRequiredPlaceholders(this.rocketMQMessageListener.customizedTraceTopic()));
    }
    
    //定制instanceName
    consumer.setInstanceName(RocketMQUtil.getInstanceName(nameServer)); 
    ... ...
    //设定广播消费还是集群消费
    switch (messageModel) {
        case BROADCASTING:
            consumer.setMessageModel(org.apache.rocketmq.common.protocol.heartbeat.MessageModel.BROADCASTING);
            break;
        case CLUSTERING:
            consumer.setMessageModel(org.apache.rocketmq.common.protocol.heartbeat.MessageModel.CLUSTERING);
            break;
        default:
            throw new IllegalArgumentException("Property 'messageModel' was wrong.");
    }
    //维护消费者的其他属性   
    ...
    //指定Consumer的消费监听 --》在消费监听中就会去调用onMessage方法
    switch (consumeMode) {
        case ORDERLY:
            consumer.setMessageListener(new DefaultMessageListenerOrderly());
            break;
        case CONCURRENTLY:
            consumer.setMessageListener(new DefaultMessageListenerConcurrently());
            break;
    default:
        throw new IllegalArgumentException("Property 'consumeMode' was wrong.");
    }
}

2、Pull模式

Pull模式的实现其实是通过在RocketMQTemplate实例中注入一个DefaultLitePullConsumer实例来实现的。只要注入并启动了这个DefaultLitePullConsumer实例后,后续就可以通过template实例的receive方法,来调用DefaultLitePullConsumer的poll方法,主动去Pull获取消息。

初始化DefaultLitePullConsumer的代码是在rocketmq-spring-boot-2.2.2.jar包中。处理类是org.apache.rocketmq.spring.autoconfigure.RocketMQAutoConfiguration。这个配置类会配置在jar包中的spring.factories文件中,通过SpringBoot的自动装载机制加载进来。

@Bean(CONSUMER_BEAN_NAME)
@ConditionalOnMissingBean(DefaultLitePullConsumer.class)
@ConditionalOnProperty(prefix = "rocketmq", value = {"name-server", "consumer.group", "consumer.topic"}) //解析的springboot配置属性。
public DefaultLitePullConsumer defaultLitePullConsumer(RocketMQProperties rocketMQProperties)
        throws MQClientException {
    RocketMQProperties.Consumer consumerConfig = rocketMQProperties.getConsumer();
    String nameServer = rocketMQProperties.getNameServer();
    String groupName = consumerConfig.getGroup();
    String topicName = consumerConfig.getTopic();
    Assert.hasText(nameServer, "[rocketmq.name-server] must not be null");
    Assert.hasText(groupName, "[rocketmq.consumer.group] must not be null");
    Assert.hasText(topicName, "[rocketmq.consumer.topic] must not be null");
​
    ... ...
    //创建消费者   
    DefaultLitePullConsumer litePullConsumer = RocketMQUtil.createDefaultLitePullConsumer(nameServer, accessChannel,
            groupName, topicName, messageModel, selectorType, selectorExpression, ak, sk, pullBatchSize, useTLS);
    litePullConsumer.setEnableMsgTrace(consumerConfig.isEnableMsgTrace());
    litePullConsumer.setCustomizedTraceTopic(consumerConfig.getCustomizedTraceTopic());
    litePullConsumer.setNamespace(consumerConfig.getNamespace());
    return litePullConsumer;
}

RocketMQUtil.createDefaultLitePullConsumer方法,就是在维护一个DefaultLitePullConsumer实例。这个实例就是RocketMQ的原生API当中提供的拉模式客户端。

实际开发中,拉模式用得比较少。RocketMQ针对拉模式也做了非常多的优化。原本提供了一个DefaultMQPullConsumer类,进行拉模式消息消费,DefaultLitePullConsumer在此基础上做了很多优化。

RocketMQ最佳实践

1、合理分配Topic、Tag

一个应用尽可能用一个Topic,而消息子类型则可以用tags来标识。tags可以由应用自由设置,只有生产者在发送消息时设置了tags,消费方在订阅消息时才可以利用tags通过broker做消息过滤:message.setTags("TagA")。

Kafka的一大问题是Topic过多,会造成Partition文件过多,影响性能。而RocketMQ中的Topic完全不会对消息转发性能有影响。但是Topic过多,还是会加大RocketMQ的元数据维护的性能消耗。所以在使用时,还是需要对Topic进行合理的分配。

使用Tag区分消息时,尽量直接使用Tag过滤,不要使用复杂的SQL过滤。因为消息过滤机制虽然可以减少网络IO,但是毕竟会加大Broker端的消息处理压力。所以,消息过滤的逻辑,还是越简单越好。

2、使用Key加快消息索引

分配好Topic和Tag之后,就需要优化Key属性了,因为Key也可以参与消息过滤。通常建议每个消息要分配一个在业务层面的唯一标识码,设置到Key属性中。这有两个方面的作用:

  • 可以配合Tag进行更精确的消息过滤。

  • RocketMQ的Broker端会为每个消息创建一个哈希索引。应用可以通过topic、key来查询某一条历史的消息内容,以及消息在集群内的处理情况。在管理控制台就可以看到。为了减少哈希索引潜在的哈希冲突问题,所以官方建议,客户端要尽量保证key的唯一性。

3、关注错误消息重试

多关注重试队列,可以及时了解消费者端的运行情况。这个队列中出现了大量的消息,就意味着消费者的运行出现了问题,要及时跟踪进行干预

RocketMQ默认允许每条消息最多重试16次,每次重试的间隔时间如下:

重试次数与上次重试的间隔时间重试次数与上次重试的间隔时间
110 秒97 分钟
230 秒108 分钟
31 分钟119 分钟
42 分钟1210 分钟
53 分钟1320 分钟
64 分钟1430 分钟
75 分钟151 小时
86 分钟162 小时

这个重试时间跟延迟消息的延迟级别是对应的。不过取的是延迟级别的后16级别。

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

这个重试时间可以将源码中的org.apache.rocketmq.example.quickstart.Consumer里的消息监听器返回状态改为RECONSUME_LATER测试一下。

重试次数:

如果消息重试16次后仍然失败,消息将不再投递。转为进入死信队列。

然后关于这个重试次数,RocketMQ可以进行定制。例如通过consumer.setMaxReconsumeTimes(20);将重试次数设定为20次。当定制的重试次数超过16次后,消息的重试时间间隔均为2小时。

配置覆盖:

消息最大重试次数的设置对相同GroupID下的所有Consumer实例有效。并且最后启动的Consumer会覆盖之前启动的Consumer的配置。

4、手动处理死信队列

当一条消息消费失败,RocketMQ就会自动进行消息重试。而如果消息超过最大重试次数,RocketMQ就会认为这个消息有问题。但是此时,RocketMQ不会立刻将这个有问题的消息丢弃,而会将其发送到这个消费者组对应的一种特殊队列:死信队列。

通常,一条消息进入了死信队列,意味着消息在消费处理的过程中出现了比较严重的错误,并且无法自行恢复。此时,一般需要人工去查看死信队列中的消息,对错误原因进行排查。然后对死信消息进行处理,比如转发到正常的Topic重新进行消费,或者丢弃。

死信队列的名称是%DLQ%+ConsumGroup

死信队列的特征:

  • 一个死信队列对应一个ConsumGroup,而不是对应某个消费者实例。

  • 如果一个ConsumeGroup没有产生死信队列,RocketMQ就不会为其创建相应的死信队列。

  • 一个死信队列包含了这个ConsumeGroup里的所有死信消息,而不区分该消息属于哪个Topic。

  • 死信队列中的消息不会再被消费者正常消费。

  • 死信队列的有效期跟正常消息相同。默认3天,对应broker.conf中的fileReservedTime属性。超过这个最长时间的消息都会被删除,而不管消息是否消费过。

注:默认创建出来的死信队列里面的消息是无法读取的,在控制台和消费者中都无法读取。这是因为这些默认的死信队列,他们的权限perm被设置成了2:禁读(这个权限有三种 2:禁读,4:禁写,6:可读可写)。需要手动将死信队列的权限配置成6,才能被消费(可以通过mqadmin指定或者web控制台)。

5、消费者端进行幂等控制

在MQ系统中,对于消息幂等有三种实现语义:

  • at most once 最多一次:每条消息最多只会被消费一次

  • at least once 至少一次:每条消息至少会被消费一次

  • exactly once 刚刚好一次:每条消息都只会确定的消费一次

这三种语义都有他适用的业务场景

  • at most once是最好保证的。RocketMQ中可以直接用异步发送、sendOneWay等方式就可以保证。

  • at least once这个语义,RocketMQ也有同步发送、事务消息等很多方式能够保证。

  • exactly once是MQ中最理想也是最难保证的一种语义,需要有非常精细的设计才行。RocketMQ只能保证at least once,保证不了exactly once。所以,使用RocketMQ时,需要由业务系统自行保证消息的幂等性

官网描述:

4. Are messages delivered exactly once?

RocketMQ ensures that all messages are delivered at least once. In most cases, the messages are not repeated.

但是,对于exactly once语义,阿里云上的商业版RocketMQ是明确有API支持的,至于如何实现的不得而知

消息幂等的必要性

在互联网应用中,尤其在网络不稳定的情况下,消息队列 RocketMQ 的消息有可能会出现重复,概括情况如下:

  • 发送时消息重复

    当一条消息已被成功发送到服务端并完成持久化,此时出现了网络闪断或者客户端宕机,导致服务端对客户端应答失败。 如果此时生产者意识到消息发送失败并尝试再次发送消息,消费者后续会收到两条内容相同并且 Message ID 也相同的消息。

  • 投递时消息重复

    消息消费的场景下,消息已投递到消费者并完成业务处理,当客户端给服务端反馈应答的时候网络闪断。 为了保证消息至少被消费一次,消息队列 RocketMQ 的服务端将在网络恢复后再次尝试投递之前已被处理过的消息,消费者后续会收到两条内容相同并且 Message ID 也相同的消息。

  • 负载均衡时消息重复(包括但不限于网络抖动、Broker 重启以及订阅方应用重启)

    当消息队列 RocketMQ 的 Broker 或客户端重启、扩容或缩容时,会触发 Rebalance,此时消费者可能会收到重复消息。

处理方式

从上面的分析中,我们知道,在RocketMQ中,是无法保证每个消息只被投递一次的,所以要在业务上自行来保证消息消费的幂等性。

而要处理这个问题,RocketMQ的每条消息都有一个唯一的MessageId,这个参数在多次投递的过程中是不会改变的,所以业务上可以用这个MessageId来作为判断幂等的关键依据。

但是,这个MessageId是无法保证全局唯一的,也会有冲突的情况。所以在一些对幂等性要求严格的场景,最好是使用业务上唯一的一个标识比较靠谱。例如订单ID。而这个业务标识可以使用Message的Key来进行传递。

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