RocketMQ 概述 安装 启动

分布式消息队列RocketMQ

第 1 章 RocketMQ概述

一、MQ概述

1 、MQ简介

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，是一套提供了消息生产、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。

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2 、MQ用途

从网上可以查看到很多的关于MQ用途的叙述，但总结起来其实就以下三点。

• 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度，且系统耦合度太高。而异步调用则会解决这些问题。所以两层之间若要实现由同步到异步的转化，一般性做法就是，在这两层间添加一个MQ层。
  

• 数据收集
  分布式系统会产生海量级数据流，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。

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3 、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 Cloud
Netçix，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。对于Spring Cloud Alibaba，其支持RabbitMQ、
Kafka，但提倡使用RocketMQ

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4 、MQ常见协议

一般情况下MQ的实现是要遵循一些常规性协议的。常见的协议如下：

以下协议，RocketMQ都不支持

• 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格式，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耗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。

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二、RocketMQ概述

1 、RocketMQ简介

RocketMQ是一个统一消息引擎、轻量级数据处理平台。

RocketMQ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。
官网地址：http://rocketmq.apache.org

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2 、RocketMQ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，跨越了一个新的里程碑。 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。

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第 2 章 RocketMQ的安装与启动

一、基本概念

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。

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，每条消息只能属于一个主题，是RocketMQ进行
消息订阅的基本单位。 topic:message 1:n message:topic 1:1

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。 producer:topic 1:n consumer:topic 1:1

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3 标签（Tag）

为消息设置的标签，用于同一主题下区分不同类型的消息。来自同一业务单元的消息，可以根据不同业务目的在同一主题下设置不同标签。标签能够有效地保持代码的清晰度和连贯性，并优化RocketMQ提供的查询系统。消费者可以根据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。

Topic：货物
tag=上海
tag=江苏
tag=浙江

——- 消费者 —–

topic=货物 tag = 上海
topic=货物 tag = 上海|浙江
topic=货物 tag = *

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4 队列（Queue）

存储消息的物理实体。一个Topic中可以包含多个Queue，每个Queue中存放的就是该Topic的消息。一
个Topic的Queue也被称为一个Topic中消息的分区（Partition）。

分区=queue
一个Topic的Queue中的消息只能被一个消费者组中的一个消费者消费。
一个Queue中的消息不允许同一个消费者组中的多个消费者同时消费。

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在学习参考其它相关资料时，还会看到一个概念：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

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5 消息标识（MessageId/Key）

有可能重复
RocketMQ中每个消息拥有唯一的MessageId，且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()消息时会自动生成一个MessageId（msgId)，
当消息到达Broker后，Broker也会自动生成一个MessageId(offsetMsgId)。msgId、offsetMsgId与key都
称为消息标识。

• msgId：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
• offsetMsgId：由broker端生成，其生成规则为：
  • brokerIp + 物理分区的offset（Queue中的偏移量）
• key：由用户指定的业务相关的唯一标识

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二、系统架构

RocketMQ架构上主要分为四部分构成：

1 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。一个生产者组可以同时发送多个主题的消息。

2 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。

例如，QoS系统从MQ中读取日志，并对日志进行解析处理的过程就是消息消费的过程。
再如，电商平台的业务系统从MQ中读取到秒杀请求，并对请求进行处理的过程就是消息消费的过程。

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Consumer Group的不同的Consumer，注意，并不是将消息负载均衡）和容错(一个Consmer挂了，该Consumer Group中的其它Consumer可以接着消费原Consumer消费的Queue）的目标变得非常容易。

一个消费者可以消费多个queue，一个queue只能被一个消费者消费

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。

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不过，一个Topic类型的消息可以被多个消费者组同时消费。

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

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3 Name Server

• 功能介绍

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。RocketMQ的思想来自于Kafka，而Kafka是依赖了Zookeeper的。

所以，在RocketMQ的早期版本，即在MetaQv1.0与v2.0版本中，也是依赖于Zookeeper的。从MetaQv3.0，即RocketMQ开始去掉了Zookeeper依赖，使用了自己的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。

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• 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NameServer集群中的各个节点间是无差异的，各节点间相互不进行信息通讯。那各节点中的数据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，用来动态存储Broker的信息。NameServer集群之间没有数据通讯

注意，这是与其它像zk、Eureka、Nacos等注册中心不同的地方。
这种NameServer的无状态方式，有什么优缺点：
优点：NameServer集群搭建简单，扩容简单。
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NameServer间的长连接，会将最新的信息以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 BrokerId、Broker地址(IP+Port)Broker名称、Broker所属集群名称等等。NameServer在接收到心跳包后，会更新心跳时间戳，记录这个Broker的最新存活时间。

NameServer,10s扫描一次Broker表；
Broker,30s发送一次心跳
Broker,120s没收到一个Broker心跳就直接干掉这个Broker

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• 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 秒就会扫描一次Broker表，查看每一个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_P
ERMISSION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。
OP：运维工程师
SRE：Site Reliability Engineer，现场可靠性工程师

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• 路由发现

RocketMQ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 秒会拉取一次最新的路由。

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：实时性要求较高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。客户端请求服务端消息，如果没有，保存30s的长连接，期间有消息就返回；30s后就关闭长连接，不断重复该过程）

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• 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哪个NameServer节点呢？

客户端首先会生产一个随机数，然后再与NameServer节点数量取模，此时得到的就是所要连接的
节点索引，然后就会进行连接。（随机获取，建立连接）

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，失败后采用的是轮询策略。

扩展：Zookeeper Client是如何选择Zookeeper Server的？
简单来说就是，经过两次shuffle（打散zkserver列表），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shuffle过的结果中取第一个server地址进行连接。

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4 Broker

• 功能介绍
  Broker充当着消息中转角色，负责存储消息、转发消息。Broker在RocketMQ系统中负责接收并存储从生产者发送来的消息，同时为消费者的拉取请求作准备。Broker同时也存储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。

Kafka 0.8版本之后，offset是存放在Broker中的，之前版本是存放在Zookeeper中的。

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• 模块构成

下图为Broker Server的功能模块示意图。

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。

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• 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？其解决方案是，将每个Broker集群节点进行横向扩展，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与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(平常操作都是操作Master)。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只能隶属于一个Master。Master与Slave 的对应关系是通过指定相同的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NameServer。

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5 工作流程

• 具体流程

1）启动NameServer，NameServer启动后开始监听端口，等待Broker、Producer、Consumer连接。

2）启动Broker时，Broker会与所有的NameServer建立并保持长连接，然后每30秒向NameServer定时发送心跳包。(注册)

3）发送消息前，可以先创建Topic，创建Topic时需要指定该Topic要存储在哪些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NameServer集群中的其中一台建立长连接，并从NameServer中获取路由信息，即当前发送的Topic消息的Queue与Broker的地址（IP+Port）的映射关系。然后根据算法策略从队选择一个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NameServer更新一次路由信息。

5）Consumer跟Producer类似，跟其中一台NameServer建立长连接，获取其所订阅Topic的路由信息，然后根据算法策略从路由信息中获取到其所要消费的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的存活状态。

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• Topic的创建模式

手动创建Topic时，有两种模式：

• 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。(全局定义)

• Broker模式：该模式下创建的Topic在该集群中，每个Broker中的Queue数量可以不同。

自动创建Topic时，默认采用的是Broker模式，会为每个Broker默认创建4个Queue。

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• 读/写队列

从物理上来讲，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0 1 2 3 4 5 6 7。Producer会将消息写入到这8个队列，但Consumer只会消费0 1 2 3这4个队列中的消息，4 5 6 7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0 1 2 3 4 5 6 7。Producer会将消息写入到0 1 2 3 这4个队列，但Consumer只会消费0 1 2 3 4 5 6 7这8个队列中的消息，但是4 5 6 7中是没有消息的。此时假设Consumer Group中包含两个Consumer，Consumer1消费0 1 2 3，而Consumer2消费4 5 6 7。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。

缩容过程：先设置小写queue，16到8，那就只写入0-7；此时消费者消费之前的0-15，当后面8个的queue没有消息了，就关闭掉，再将读queue从16设置为8，就完成了缩容

perm用于设置对当前创建Topic的操作权限：2表示只写，4表示只读，6表示读写。

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三、单机安装与启动

1 准备工作

• 软硬件需求
  系统要求是 64 位的，JDK要求是1.8及其以上版本的。

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• 下载RocketMQ安装包

将下载的安装包上传到Linux.解压.

unzip rocketmq-all-4.9.0-bin-releases.zip -d /opt/module/rocketmq #解压unzip文件

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2 、修改初始内存

修改runserver.sh
使用vim命令打开bin/runserver.sh文件。现将这些值修改为如下：

修改runbroker.sh
使用vim命令打开bin/runbroker.sh文件。现将这些值修改为如下：

vim runserver.sh
vim runbroker.sh
# 设置测试环境jvm堆空间内存

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3 、启动

• 启动NameServer

nohuop sh bin/mqnamesrv & #后台运行 nameserver
tail -f ~/logs/rocketmqlogs/namesrv.log #监听nameserver日志文件

• 启动broker

  nohup sh mqbroker -n localhost:9876 &
  tail -f ~/logs/rocketmqlogs/broker.log

  

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4 、发送/接收消息测试

• 发送消息

export NAMESRV_ADDR=localhost:9876 #设置环境变量
sh bin/tools.sh org.apache.rocketmq.example.quickstart.Producer

• 接收消息

sh bin/tools.sh org.apache.rocketmq.example.quickstart.Consumer

5 、关闭Server

无论是关闭name server还是broker，都是使用bin/mqshutdown命令。

[root@s1 rocketmq4.9.0]# sh bin/mqshutdown broker
The mqbroker(1298) is running...
Send shutdown request to mqbroker(1298) OK

[root@s1 rocketmq4.9.0]# sh bin/mqshutdown namesrv
The mqnamesrv(1258) is running...
Send shutdown request to mqnamesrv(1258) OK
[1]+  退出 143              nohup sh mqbroker -n localhost:9876(工作目录：/opt/module/rocketmq/rocketmq4.9.0/bin)
(当前工作目录：/opt/module/rocketmq/rocketmq4.9.0)

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四、 控制台的安装与启动

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。

1 下载

下载地址：https://github.com/apache/rocketmq-externals/releases

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2 修改配置

修改其src/main/resources中的application.properties配置文件。

• 原来的端口号为8080，修改为一个不常用的
• 指定RocketMQ的name server地址

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3 添加依赖

在解压目录rocketmq-console的pom.xml中添加如下JAXB依赖。

JAXB，Java Architechture for Xml Binding，用于XML绑定的Java技术，是一个业界标准，是一
项可以根据XML Schema生成Java类的技术。

<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>

---

4 打包

在rocketmq-console目录下运行maven的打包命令。

保证自己电脑里面运行环境装有maven

mvn clean package -Dmaven.test.skip=true

他会在 rocketmq-console/target/ 下生成编译后的jar文件

5 启动

java -jar rocketmq-console-ng-1.0.0-sources.jar

6 访问

访问我们在上面配置文件制定的地址：localhost:3636

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