RocketMQ事務(wù)消息保證消息的可靠性和一致性
這篇講解一下rocketMq的事務(wù)消息的原理
在發(fā)送事務(wù)消息的時候，會加一個標(biāo)識，表示這個消息是事務(wù)消息。broker接收到消息后，在我們之前看的代碼里org.apache.rocketmq.broker.processor.SendMessageProcessor#sendMessage會判斷是否是事務(wù)消息。
if (sendTransactionPrepareMessage) {
asyncPutMessageFuture = this.brokerController.getTransactionalMessageService().asyncPrepareMessage(msgInner);
} else {
asyncPutMessageFuture = this.brokerController.getMessageStore().asyncPutMessage(msgInner);
}
sendTransactionPrepareMessage=true表示是事務(wù)消息，所以走了一個單獨的邏輯。
public CompletableFuture<PutMessageResult> asyncPutHalfMessage(MessageExtBrokerInner messageInner) {
return store.asyncPutMessage(parseHalfMessageInner(messageInner));
}
這里parseHalfMessageInner這個方法里面開始了偷梁換柱，把topic和queueId都改了，把原本的信息先存在變量里面。所以實際上這個消息發(fā)到了半消息專有的topic里面，topic名字叫做RMQ_SYS_TRANS_HALF_TOPIC
private MessageExtBrokerInner parseHalfMessageInner(MessageExtBrokerInner msgInner) {
MessageAccessor.putProperty(msgInner, MessageConst.PROPERTY_REAL_TOPIC, msgInner.getTopic());
MessageAccessor.putProperty(msgInner, MessageConst.PROPERTY_REAL_QUEUE_ID,
String.valueOf(msgInner.getQueueId()));
msgInner.setSysFlag(
MessageSysFlag.resetTransactionValue(msgInner.getSysFlag(), MessageSysFlag.TRANSACTION_NOT_TYPE));
msgInner.setTopic(TransactionalMessageUtil.buildHalfTopic());
msgInner.setQueueId(0);
msgInner.setPropertiesString(MessageDecoder.messageProperties2String(msgInner.getProperties()));
return msgInner;
}
然后其他代碼還是和普通的消息一樣，就是把事務(wù)消息做了轉(zhuǎn)發(fā)，存在了RMQ_SYS_TRANS_HALF_TOPIC里面。
到這里發(fā)送半消息就成功了，然后最后客戶端發(fā)送了半消息之后，會查一下本地事務(wù)的情況是否完成。這里有3種情況：commit、rollback、未知。完成和回滾都是確認(rèn)的狀態(tài)，這個比較好處理，比較難的是未知。我們先看能得到確認(rèn)結(jié)果的情況。
如果完成和回滾，會給客戶端發(fā)送結(jié)束事務(wù)的消息，這個消息叫END_TRANSACTION，包括消息里面包括了之前發(fā)送的半消息的id和offset。
broker處理的代碼在org.apache.rocketmq.broker.processor.EndTransactionProcessor#processRequest中。就是根據(jù)offset拿到半消息，然后如果是commit，就是把原本的topic和queueId還原，發(fā)到原本的隊列里面，這樣就可以正常消費了。然后把這個半消息“刪除”。如果是rollBack，也是拿到這個半消息，然后直接“刪除”就可以了。接下來看一下怎么“刪除”。
為什么我刪除會打引號呢？因為半消息其實就是跟正常的消息一樣，存在commitLog文件里面，mq的設(shè)計，就沒有刪除這個功能。所以所謂的刪除其實就是把這個消息消費掉，不做任何處理，就是刪除了。
想象一下，這個半消息有commit/rollBack/未知，3種狀態(tài)，未知的肯定不能刪除，那他怎么知道哪些消息是可以刪除的呢？總不能所有的都再去客戶端查一下事務(wù)的結(jié)果吧？mq怎么做的呢？前面提到的刪除其實就是把這些commit和rollBack處理過后的半消息，再保存起來，后面消費半消息的數(shù)據(jù)的時候，只要從里面查一下是否需要刪除就可以了。
這里又有一個問題，怎么把需要刪除的半消息存起來呢？mq存儲數(shù)據(jù)就是commitLog，所以其實這些需要刪除的數(shù)據(jù)，就是又發(fā)到了一個特定的topic里面。這個topic名字是RMQ_SYS_TRANS_OP_HALF_TOPIC。主意區(qū)分，原本半消息的topic名字是half_topic，這個topic名字是op_half_topic，存儲的是處理過后，可以刪除的半消息。
所以說前面提到的帶引號的“刪除”，就是把消息發(fā)到op_half_topic就表示是刪除了，這個op_half_topic消息的內(nèi)容就是half_topic的offset。那么現(xiàn)在需要有個地方，來消費half_topic，然后判斷是否存在于op_half_topic，如果是表示可以刪除了，如果不是，就接著保存起來。
處理邏輯就在TransactionalMessageCheckService這個定時任務(wù)中。具體是在TransactionalMessageServiceImpl#check方法里面
@Override
public void check(long transactionTimeout, int transactionCheckMax,
AbstractTransactionalMessageCheckListener listener) {
try {
String topic = TopicValidator.RMQ_SYS_TRANS_HALF_TOPIC;
// 先拿到半消息
Set<MessageQueue> msgQueues = transactionalMessageBridge.fetchMessageQueues(topic);
if (msgQueues == null || msgQueues.size() == 0) {
log.warn("The queue of topic is empty :" + topic);
return;
}
log.debug("Check topic={}, queues={}", topic, msgQueues);
for (MessageQueue messageQueue : msgQueues) {
long startTime = System.currentTimeMillis();
MessageQueue opQueue = getOpQueue(messageQueue);
// 拿到半消息的最小偏移量
long halfOffset = transactionalMessageBridge.fetchConsumeOffset(messageQueue);
// 拿到op_half的最小偏移量
long opOffset = transactionalMessageBridge.fetchConsumeOffset(opQueue);
log.info("Before check, the queue={} msgOffset={} opOffset={}", messageQueue, halfOffset, opOffset);
if (halfOffset < 0 || opOffset < 0) {
log.error("MessageQueue: {} illegal offset read: {}, op offset: {},skip this queue", messageQueue,
halfOffset, opOffset);
continue;
}
List<Long> doneOpOffset = new ArrayList<>();
HashMap<Long, Long> removeMap = new HashMap<>();
// 拉取op的消息（32條），op消息內(nèi)容是half的offset，跟half_topic的最小offset比較，如果op的小于最小的，就說明已經(jīng)處理過了，放在doneOpOffset，反之，則說明還沒處理過，就先放在removeMap里面
PullResult pullResult = fillOpRemoveMap(removeMap, opQueue, opOffset, halfOffset, doneOpOffset);
if (null == pullResult) {
log.error("The queue={} check msgOffset={} with opOffset={} failed, pullResult is null",
messageQueue, halfOffset, opOffset);
continue;
}
// single thread
int getMessageNullCount = 1;
long newOffset = halfOffset;
long i = halfOffset;
// 然后對half_topic進行處理
while (true) {
if (System.currentTimeMillis() - startTime > MAX_PROCESS_TIME_LIMIT) {
log.info("Queue={} process time reach max={}", messageQueue, MAX_PROCESS_TIME_LIMIT);
break;
}
// 如果這個offset已經(jīng)處理過了，就接著處理下一個
if (removeMap.containsKey(i)) {
log.debug("Half offset {} has been committed/rolled back", i);
Long removedOpOffset = removeMap.remove(i);
doneOpOffset.add(removedOpOffset);
} else {
// 如果沒有處理過，就要把數(shù)據(jù)撈出來重新投遞
GetResult getResult = getHalfMsg(messageQueue, i);
MessageExt msgExt = getResult.getMsg();
if (msgExt == null) {
if (getMessageNullCount++ > MAX_RETRY_COUNT_WHEN_HALF_NULL) {
break;
}
if (getResult.getPullResult().getPullStatus() == PullStatus.NO_NEW_MSG) {
log.debug("No new msg, the miss offset={} in={}, continue check={}, pull result={}", i,
messageQueue, getMessageNullCount, getResult.getPullResult());
break;
} else {
log.info("Illegal offset, the miss offset={} in={}, continue check={}, pull result={}",
i, messageQueue, getMessageNullCount, getResult.getPullResult());
i = getResult.getPullResult().getNextBeginOffset();
newOffset = i;
continue;
}
}
if (needDiscard(msgExt, transactionCheckMax) || needSkip(msgExt)) {
listener.resolveDiscardMsg(msgExt);
newOffset = i + 1;
i++;
continue;
}
if (msgExt.getStoreTimestamp() >= startTime) {
log.debug("Fresh stored. the miss offset={}, check it later, store={}", i,
new Date(msgExt.getStoreTimestamp()));
break;
}
long valueOfCurrentMinusBorn = System.currentTimeMillis() - msgExt.getBornTimestamp();
long checkImmunityTime = transactionTimeout;
String checkImmunityTimeStr = msgExt.getUserProperty(MessageConst.PROPERTY_CHECK_IMMUNITY_TIME_IN_SECONDS);
if (null != checkImmunityTimeStr) {
checkImmunityTime = getImmunityTime(checkImmunityTimeStr, transactionTimeout);
if (valueOfCurrentMinusBorn < checkImmunityTime) {
if (checkPrepareQueueOffset(removeMap, doneOpOffset, msgExt)) {
newOffset = i + 1;
i++;
continue;
}
}
} else {
if (0 <= valueOfCurrentMinusBorn && valueOfCurrentMinusBorn < checkImmunityTime) {
log.debug("New arrived, the miss offset={}, check it later checkImmunity={}, born={}", i,
checkImmunityTime, new Date(msgExt.getBornTimestamp()));
break;
}
}
List<MessageExt> opMsg = pullResult.getMsgFoundList();
boolean isNeedCheck = opMsg == null && valueOfCurrentMinusBorn > checkImmunityTime
|| opMsg != null && opMsg.get(opMsg.size() - 1).getBornTimestamp() - startTime > transactionTimeout
|| valueOfCurrentMinusBorn <= -1;
if (isNeedCheck) {
// 重新投遞
if (!putBackHalfMsgQueue(msgExt, i)) {
continue;
}
// 再重新確認(rèn)事務(wù)
listener.resolveHalfMsg(msgExt);
} else {
pullResult = fillOpRemoveMap(removeMap, opQueue, pullResult.getNextBeginOffset(), halfOffset, doneOpOffset);
log.debug("The miss offset:{} in messageQueue:{} need to get more opMsg, result is:{}", i,
messageQueue, pullResult);
continue;
}
}
newOffset = i + 1;
i++;
}
// 更新offset
if (newOffset != halfOffset) {
transactionalMessageBridge.updateConsumeOffset(messageQueue, newOffset);
}
long newOpOffset = calculateOpOffset(doneOpOffset, opOffset);
if (newOpOffset != opOffset) {
transactionalMessageBridge.updateConsumeOffset(opQueue, newOpOffset);
}
}
} catch (Throwable e) {
log.error("Check error", e);
}
}
我講解一下這個代碼做了啥。我們先明確這個代碼是要實現(xiàn)什么功能。就是消費half_topic，然后去根據(jù)op_half_topic的數(shù)據(jù)來判斷half_topc的消息是否被處理過，處理過了就直接忽略、丟棄，如果沒有處理過，就“保留”這個消息，等待后面事務(wù)確認(rèn)了再處理。
這里“保留”我也是加了引號，因為mq消費是一條一條按順序消費，如果中間有一個數(shù)據(jù)卡住了，后面數(shù)據(jù)就沒法消費了。所以這里“保留”，其實也是消費了，只是他消費到了不確定結(jié)果的消息，他是重新投遞到了half_topic，來實現(xiàn)“保留”的目的。
好了，明確了這個代碼實現(xiàn)的功能，我們來一步步看一下細節(jié)。
首先是拿到half_topic和op_half_topic的offset，知道現(xiàn)在是消費到了哪里。然后去拉取op_half_topic，每次32條，op_half消息內(nèi)容存的是half_topic的offset，只要判斷這條op_half里面的offset小于half_topic的offset，就表示已經(jīng)消費過了，放在doneOpOffset的list里面，如果op_half保存的offset大于half_topic的offset，就表示還沒消費，放入removeMap，就表示這個半消息可以放心刪除了。
這一步，通過消費op_half，跟half_topic的minOffset做比較，構(gòu)建了doneOpOffset，和removeMap。
然后就是消費half_topic的消息，只要判斷每條消息的offset是否在removeMap中，就表示可以刪除，放入doneOpOffset中，直接消費下一條數(shù)據(jù)，所以這里其實也不用真的拉取half_topic的消息，只要用offset來判斷就行，消費過了，offset+1，就可以去判斷下一條消息。
如果half_topic的offset沒有在removeMap中，就表示暫時還不知道結(jié)果，這時候就重新發(fā)送到half_topic，重新投遞之后，然后給客戶端發(fā)送一個檢查事務(wù)的請求，客戶端檢測過后，還是用之前的END_TRANSACTION命令，再發(fā)給broker，broker就會放到op_half里面，等于就是重新發(fā)了一個半消息的流程，實現(xiàn)了閉環(huán)。
最后就是更新兩個topic的offset了。之前的doneOpOffset保存下來，就是為了更新op_half的offset，只有都處理過了，才會更新，如果中間有一個沒有處理，就會阻塞在那條消息。
總結(jié)：
所以現(xiàn)在的情況是這樣的，對于half_topic的半消息如果有結(jié)果就忽略，如果沒有結(jié)果就重新投遞，不會阻塞，所以half_topic的offset會一直往后更新。但是op_half要等所有的都done了，才會更新offset。假設(shè)一種情況，如果op_offset1對于的是half_offset1這個消息，然后half_offset1剛好被消費，重新投遞了。這是op_offset1找不到對應(yīng)的半消息，所以不會被消費。但是不會被卡主，等到下次的時候，op_offset1這個數(shù)據(jù)的offset已經(jīng)小于half_offset1這個消息的offset，所以這個op_offset1也會當(dāng)做已經(jīng)處理過了。
可以看到整個過程其實很巧妙，大家可以結(jié)合代碼捋一捋。
到此這篇關(guān)于RocketMQ事務(wù)消息保證消息的可靠性和一致性的文章就介紹到這了,更多相關(guān)RocketMQ事務(wù)消息內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！
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