RocketMQ - SpringBoot整合RocketMQ

SpringBoot整合RocketMQ

1、快速实战

​ 按照SpringBoot三板斧，快速创建RocketMQ的客户端。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>

使用SpringBoot集成时，要非常注意版本！！！

​ 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=192.168.65.112:9876
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

​ 接下来就可以声明生产者，直接使用RocketMQTemplate进行消息发送。

package com.roy.rocketmq.basic;

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;

/**
 * @author ：
 * @description:
 **/
@Component
public class SpringProducer {

    @Resource
    private RocketMQTemplate rocketMQTemplate;

    public void sendMessage(String topic,String msg){
        this.rocketMQTemplate.convertAndSend(topic,msg);
    }
}

另外，这个rocketMQTemplate不光可以发消息，还可以主动拉消息。

消费者的声明也很简单。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);
    }
}

​ 这里唯一需要注意下的，就是消息了。SpringBoot框架中对消息的封装与原生API的消息封装是不一样的。

2、如何处理各种消息类型

​ 1、各种基础的消息发送机制参见单元测试类：com.roy.rocketmq.SpringRocketTest

​ 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。

3、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。

怎么找到的？评经验猜以及碰运气。

​ 这个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的方法挺长的，我这里截取出跟今天的主题相关的几行重要的源码：

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);
    }

​ 这其中最关注的，当然是创建容器的createRocketMQListenerContainer方法中。而在这个方法中，你基本看不到RocketMQ的原生API，都是在创建并维护一个DefaultRocketMQListenerContainer对象。而这个DefaultRocketMQListenerContainer类，就是我们今天关注的重点。

​ DefaultRocketMQListenerContainer类实现了InitializingBean接口，自然要先关注他的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);
    }

​ 这个方法就是用来初始化RocketMQ消费者的。在这个方法里就会创建一个RocketMQ原生的DefaultMQPushConsumer消费者。同样，方法很长，抽取出比较关注的重点源码。

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，有没有很熟悉！！！
        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.");
        }
    }

​ 这整个就是在维护RocketMQ的原生消费者对象。其中的使用方式，其实有很多地方是很值得借鉴的，尤其是消费监听的处理。

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示例后，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获取消息了。

​ 初始化DefaultLitePullConsumer的代码依然是在rocketmq-spring-boot-2.2.2.jar包中。不过处理类是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方法中，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。但是，其实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。有兴趣可以自己研究一下。

四、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，自然就需要优化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：

​ 一是可以配合Tag进行更精确的消息过滤。

​ 另一个更重要的方面是，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，所有官方建议，客户端要尽量保证key的唯一性。

3、关注错误消息重试

我们已经知道RocketMQ的消费者端，如果处理消息失败了，Broker是会将消息重新进行投送的。而在重试时，RocketMQ实际上会为每个消费者组创建一个对应的重试队列。重试的消息会进入一个 “%RETRY%”+ConsumeGroup  的队列中。

image.png

​ 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。

然后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

image.png

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，他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。

其中，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。

而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。

而这个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。

关于这个问题，官网上有明确的回答：

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，就不得而知了。

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，这个重复简单可以概括为以下情况：

  • 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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