[[410293]]

前面幾篇文章分享了kafka 相關的實現(xiàn)邏輯，kafka在大吞吐量方面有較好的表現(xiàn)，但是有時候我們需要實現(xiàn)比較復雜的業(yè)務邏輯從而對于吞吐量方面要求不是太高，這個時候我們就可以選擇RocketMQ.

有了Kafka 為什么還要RocketMQ?

我們知道kafka 的性能非常好，吞吐量也非常大。Kafka單機寫入 TPS 號稱在百萬條/秒;追求性能的話，Kafka單機性能更高。這也依靠基于他的順序寫入，Memory Mapped Files 技術 和消費者端的zero copy。(kafka基于sendfile實現(xiàn)Zero Copy，直接從內核空間(DMA的)到內核空間(Socket的)，然后發(fā)送網(wǎng)卡。)但是對平常工作中各種復雜的應用場景及對數(shù)據(jù)可靠性要求嚴格的業(yè)務就有點力不從心了。我們從以下幾個方面分析：

【數(shù)據(jù)可靠性方面】

RocketMQ所支持的同步方式提升了數(shù)據(jù)的可靠性，RocketMQ支持異步/同步刷盤;異步/同步Replication;Kafka使用異步刷盤方式，異步Replication。

【消息順序性】

Kafka 某些配置下，支持消息順序，但是一臺Broker宕機后，就會產生消息亂序;

RocketMQ支持嚴格的消息順序，在順序消息場景下，一臺Broker宕機后，

發(fā)送消息會失敗，但是不會亂序;

【關于定時/延時消息】

Kafka不支持定時消息;

RocketMQ支持定時消息;

【關于分布式事務消息】

Kafka不支持分布式事務消息;RocketMQ支持分布式事務消息

【關于消息查詢機制】

Kafka不支持消息查詢。

RocketMQ支持根據(jù)Message Id查詢消息，也支持根據(jù)消息內容查詢消息

【關于Broker 的設計上】

當broker里面的topic的partition數(shù)量過多時，kafka的性能卻不如rocketMQ。

kafka和rocketMq都使用文件存儲，但是kafka是一個分區(qū)一個文件，當topic過多，分區(qū)的總量也會增加，kafka中存在過多的文件，當對消息刷盤時，就會出現(xiàn)文件競爭磁盤，出現(xiàn)性能的下降。一個partition(分區(qū))一個文件，順序讀寫。一個分區(qū)只能被一個消費組中的一個 消費線程進行消費，因此可以同時消費的消費端也比較少。

rocketMq所有的隊列都存儲在一個文件中，每個隊列的存儲的消息量也比較小，因此topic的增加對rocketMq的性能的影響較小。rocketMq可以存在的topic比較多，可以適應比較復雜的業(yè)務。

RocketMQ架構設計

RocketMq技術架構

RocketMQ架構上主要分為四部分，如上圖所示:

• Producer：消息發(fā)布的角色，支持分布式集群方式部署。Producer通過MQ的負載均衡模塊選擇相應的Broker集群隊列進行消息投遞，投遞的過程支持快速失敗并且低延遲。
• Consumer：消息消費的角色，支持分布式集群方式部署。支持以push推，pull拉兩種模式對消息進行消費。同時也支持集群方式和廣播方式的消費，它提供實時消息訂閱機制，可以滿足大多數(shù)用戶的需求。
• NameServer：NameServer是一個非常簡單的Topic路由注冊中心，其角色類似Dubbo中的zookeeper，支持Broker的動態(tài)注冊與發(fā)現(xiàn)。主要包括兩個功能：Broker管理，NameServer接受Broker集群的注冊信息并且保存下來作為路由信息的基本數(shù)據(jù)。然后提供心跳檢測機制，檢查Broker是否還存活;路由信息管理，每個NameServer將保存關于Broker集群的整個路由信息和用于客戶端查詢的隊列信息。然后Producer和Conumser通過NameServer就可以知道整個Broker集群的路由信息，從而進行消息的投遞和消費。NameServer通常也是集群的方式部署，各實例間相互不進行信息通訊。Broker是向每一臺NameServer注冊自己的路由信息，所以每一個NameServer實例上面都保存一份完整的路由信息。當某個NameServer因某種原因下線了，Broker仍然可以向其它NameServer同步其路由信息，Producer,Consumer仍然可以動態(tài)感知Broker的路由的信息。但是NameServer 并不會像ZK 一樣提供選舉功能
• BrokerServer：Broker主要負責消息的存儲、投遞和查詢以及服務高可用保證，為了實現(xiàn)這些功能，Broker包含了以下幾個重要子模塊。
• Remoting Module：整個Broker的實體，負責處理來自clients端的請求。
• Client Manager：負責管理客戶端(Producer/Consumer)和維護Consumer的Topic訂閱信息
• Store Service：提供方便簡單的API接口處理消息存儲到物理硬盤和查詢功能。
• HA Service：高可用服務，提供Master Broker 和 Slave Broker之間的數(shù)據(jù)同步功能。
• Index Service：根據(jù)特定的Message key對投遞到Broker的消息進行索引服務，以提供消息的快速查詢。

RocketMq架構部署

RocketMQ 網(wǎng)絡部署特點

NameServer是一個幾乎無狀態(tài)節(jié)點，可集群部署，節(jié)點之間無任何信息同步。

• Broker部署相對復雜，Broker分為Master與Slave，一個Master可以對應多個Slave，但是一個Slave只能對應一個Master，Master與Slave 的對應關系通過指定相同的BrokerName，不同的BrokerId 來定義，BrokerId為0表示Master，非0表示Slave。Master也可以部署多個。每個Broker與NameServer集群中的所有節(jié)點建立長連接，定時注冊Topic信息到所有NameServer。注意：當前RocketMQ版本在部署架構上支持一Master多Slave，但只有BrokerId=1的從服務器才會參與消息的讀負載。
• Producer與NameServer集群中的其中一個節(jié)點(隨機選擇)建立長連接，定期從NameServer獲取Topic路由信息，并向提供Topic 服務的Master建立長連接，且定時向Master發(fā)送心跳。Producer完全無狀態(tài)，可集群部署。
• Consumer與NameServer集群中的其中一個節(jié)點(隨機選擇)建立長連接，定期從NameServer獲取Topic路由信息，并向提供Topic服務的Master、Slave建立長連接，且定時向Master、Slave發(fā)送心跳。Consumer既可以從Master訂閱消息，也可以從Slave訂閱消息，消費者在向Master拉取消息時，Master服務器會根據(jù)拉取偏移量與最大偏移量的距離(判斷是否讀老消息，產生讀I/O)，以及從服務器是否可讀等因素建議下一次是從Master還是Slave拉取。

結合部署架構圖，描述集群工作流程：

• 啟動NameServer，NameServer起來后監(jiān)聽端口，等待Broker、Producer、Consumer連上來，相當于一個路由控制中心。
• Broker啟動，跟所有的NameServer保持長連接，定時發(fā)送心跳包。心跳包中包含當前Broker信息(IP+端口等)以及存儲所有Topic信息。注冊成功后，NameServer集群中就有Topic跟Broker的映射關系。
• 收發(fā)消息前，先創(chuàng)建Topic，創(chuàng)建Topic時需要指定該Topic要存儲在哪些Broker上，也可以在發(fā)送消息時自動創(chuàng)建Topic。
• Producer發(fā)送消息，啟動時先跟NameServer集群中的其中一臺建立長連接，并從NameServer中獲取當前發(fā)送的Topic存在哪些Broker上，輪詢從隊列列表中選擇一個隊列，然后與隊列所在的Broker建立長連接從而向Broker發(fā)消息。
• Consumer跟Producer類似，跟其中一臺NameServer建立長連接，獲取當前訂閱Topic存在哪些Broker上，然后直接跟Broker建立連接通道，開始消費消息。

模塊間數(shù)據(jù)流轉

生產-消費模型

生產消費流程