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RocketMQ顺序消息的原理与特点

作者：每天都要进步一点点

RocketMQ作为一款纯java、分布式、队列模型的开源消息中间件，支持事务消息、顺序消息、批量消息、定时消息、消息回溯等，本篇我们了解如何实现顺序消息的原理与特点

一、什么是顺序消息

消息有序指的是，消费者端消费消息时，需按照消息的发送顺序来消费，即先发送的消息，需要先消费(FIFO)。

举个容易理解的例子：通常创建订单后，会经历一系列的操作：【订单创建 -> 订单支付 -> 订单发货 -> 订单配送 -> 订单完成】。在创建完订单后，会发送五条消息到MQ Broker中，消费的时候要按照【订单创建 -> 订单支付 -> 订单发货 -> 订单配送 -> 订单完成】这个顺序去消费，这样的订单才是有效的。

RocketMQ采用局部顺序一致性的机制，实现了单个队列中消息的有序性，使用FIFO顺序提供有序消息。简而言之，我们的消息要保证有序，就必须把一组消息存放在同一个队列，然后由Consumer进行逐一消费。

但是如果碰到高并发的情况，消息不就会阻塞了吗？

RocketMQ给的解决方案是按照业务去划分不同的队列，然后并行消费，提高消息的处理速度的同时避免消息堆积。

RocketMQ可以严格的保证消息有序，可以分为分区有序或者全局有序。

二、顺序消息的原理

在默认的情况下，消息发送会采取Round Robin轮询方式把消息发送到不同的queue；而消费消息的时候从多个queue上拉取消息，这种情况发送和消费是不能保证顺序的。但是如果控制发送的顺序消息只依次发送到同一个queue中，消费的时候只从这个queue上依次拉取，则就保证了顺序。当发送和消费参与的queue只有一个，则是全局有序；如果多个queue参与，则为分区有序，即相对每个queue，消息都是有序的。

三、全局顺序消息

前面介绍到，全局顺序消息的话，我们需要将所有消息都发送到同一个队列，然后消费者端也订阅同一个队列，这样就能实现顺序消费消息的功能。下面通过一个示例说明如何实现全局顺序消息。

(1)、生产者发送消息

public class OrderMQProducer {
    public static void main(String[] args) throws MQClientException, UnsupportedEncodingException, RemotingException, InterruptedException, MQBrokerException, ExecutionException {
        // 创建DefaultMQProducer类并设定生产者名称
        DefaultMQProducer mqProducer = new DefaultMQProducer("producer-group-test");
        // 设置NameServer地址，如果是集群的话，使用分号;分隔开
        mqProducer.setNamesrvAddr("10.0.90.86:9876");
        // 启动消息生产者
        mqProducer.start();
        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            // 创建消息，并指定Topic(主题)，Tag(标签)和消息内容
            Message message = new Message("GLOBAL_ORDER_TOPIC", "", ("全局有序消息" + i).getBytes(RemotingHelper.DEFAULT_CHARSET));
            // 实现MessageQueueSelector，重写select方法，保证消息都进入同一个队列
            // send方法的第一个参数: 需要发送的消息Message
            // send方法的第二个参数: 消息队列选择器MessageQueueSelector
            // send方法的第三个参数: 消息将要进入的队列下标，这里我们指定消息都发送到下标为1的队列
            SendResult sendResult = mqProducer.send(message, new MessageQueueSelector() {
                @Override
                // select方法第一个参数: 指该Topic下有的队列集合
                // 第二个参数: 发送的消息
                // 第三个参数: 消息将要进入的队列下标，它与send方法的第三个参数相同
                public MessageQueue select(List<MessageQueue> mqs, Message msg, Object arg) {
                    return mqs.get((Integer) arg);
                }
            }, 1);
            System.out.println("sendResult = " + sendResult);
        }
        // 如果不再发送消息，关闭Producer实例
        mqProducer.shutdown();
    }
}

(2)、消费者消费消息

public class OrderMQConsumer {
    public static void main(String[] args) throws MQClientException {
        // 创建DefaultMQPushConsumer类并设定消费者名称
        DefaultMQPushConsumer mqPushConsumer = new DefaultMQPushConsumer("consumer-group-test");
        // 设置NameServer地址，如果是集群的话，使用分号;分隔开
        mqPushConsumer.setNamesrvAddr("10.0.90.86:9876");
        // 设置Consumer第一次启动是从队列头部开始消费还是队列尾部开始消费
        // 如果不是第一次启动，那么按照上次消费的位置继续消费
        mqPushConsumer.setConsumeFromWhere(ConsumeFromWhere.CONSUME_FROM_FIRST_OFFSET);
        // 订阅一个或者多个Topic，以及Tag来过滤需要消费的消息，如果订阅该主题下的所有tag，则使用*
        mqPushConsumer.subscribe("GLOBAL_ORDER_TOPIC", "*");
        /**
         * 与普通消费一样需要注册消息监听器,但是传入的不再是MessageListenerConcurrently
         * 而是需要传入MessageListenerOrderly的实现子类，并重写consumeMessage方法。
         */
        // 顺序消费同一个队列的消息
        mqPushConsumer.registerMessageListener(new MessageListenerOrderly() {
            @Override
            public ConsumeOrderlyStatus consumeMessage(List<MessageExt> msgs, ConsumeOrderlyContext context) {
                context.setAutoCommit(false);
                for (MessageExt msg : msgs) {
                    System.out.println("消费线程=" + Thread.currentThread().getName() +
                            ", queueId=" + msg.getQueueId() + ", 消息内容:" + new String(msg.getBody()));
                }
                // 标记该消息已经被成功消费
                return ConsumeOrderlyStatus.SUCCESS;
            }
        });
        // 启动消费者实例
        mqPushConsumer.start();
    }
}

(3)、启动生产者

如下，可看到，消息成功发送到Broker中，并且可以看到，5条消息选择的queueId都是1。

sendResult = SendResult [sendStatus=SEND_OK, msgId=AC6E009213C818B4AAC28EAB71A70000, offsetMsgId=0A005A5600002A9F00000000000076AB, messageQueue=MessageQueue [topic=GLOBAL_ORDER_TOPIC, brokerName=broker-a, queueId=1], queueOffset=0]
sendResult = SendResult [sendStatus=SEND_OK, msgId=AC6E009213C818B4AAC28EAB71D20001, offsetMsgId=0A005A5600002A9F000000000000776B, messageQueue=MessageQueue [topic=GLOBAL_ORDER_TOPIC, brokerName=broker-a, queueId=1], queueOffset=1]
sendResult = SendResult [sendStatus=SEND_OK, msgId=AC6E009213C818B4AAC28EAB71D80002, offsetMsgId=0A005A5600002A9F000000000000782B, messageQueue=MessageQueue [topic=GLOBAL_ORDER_TOPIC, brokerName=broker-a, queueId=1], queueOffset=2]
sendResult = SendResult [sendStatus=SEND_OK, msgId=AC6E009213C818B4AAC28EAB71DE0003, offsetMsgId=0A005A5600002A9F00000000000078EB, messageQueue=MessageQueue [topic=GLOBAL_ORDER_TOPIC, brokerName=broker-a, queueId=1], queueOffset=3]
sendResult = SendResult [sendStatus=SEND_OK, msgId=AC6E009213C818B4AAC28EAB71E60004, offsetMsgId=0A005A5600002A9F00000000000079AB, messageQueue=MessageQueue [topic=GLOBAL_ORDER_TOPIC, brokerName=broker-a, queueId=1], queueOffset=4]

(4)、启动消费者

如下，可看到，消费者也是按照发送消息的顺序消费消息。

消费线程=ConsumeMessageThread_1, queueId=1, 消息内容:全局有序消息0
消费线程=ConsumeMessageThread_1, queueId=1, 消息内容:全局有序消息1
消费线程=ConsumeMessageThread_1, queueId=1, 消息内容:全局有序消息2
消费线程=ConsumeMessageThread_1, queueId=1, 消息内容:全局有序消息3
消费线程=ConsumeMessageThread_1, queueId=1, 消息内容:全局有序消息4

四、局部顺序消息

下面用订单进行分区有序的示例。一个订单创建完成后，订单的状态流转大概是：【订单创建 -> 订单支付 -> 订单完成】，我们在创建MessageQueueSelector消息队列选择器的时候，需要根据业务唯一标识自定义队列选择算法，如本例中则可以使用orderId订单号去选择队列。这样的话，订单号相同的消息会被先后发送到同一个队列中，消费时，同一个OrderId获取到的肯定是同一个队列。

大体过程如下图：

(1)、生产者发送消息

public class OrderMQProducer {
    public static void main(String[] args) throws MQClientException, UnsupportedEncodingException, RemotingException, InterruptedException, MQBrokerException, ExecutionException {
        // 创建DefaultMQProducer类并设定生产者名称
        DefaultMQProducer mqProducer = new DefaultMQProducer("producer-group-test");
        // 设置NameServer地址，如果是集群的话，使用分号;分隔开
        mqProducer.setNamesrvAddr("10.0.90.86:9876");
        // 启动消息生产者
        mqProducer.start();
        List<Order> orderList = getOrderList();
        for (int i = 0; i < orderList.size(); i++) {
            String body = "【" + orderList.get(i) + "】订单状态变更消息";
            // 创建消息，并指定Topic(主题)，Tag(标签)和消息内容
            Message msg = new Message("ORDER_STATUS_CHANGE", "", body.getBytes(RemotingHelper.DEFAULT_CHARSET));
            // MessageQueueSelector: 消息队列选择器，根据业务唯一标识自定义队列选择算法
            /**
             * msg：消息对象
             * selector：消息队列的选择器
             * arg：选择队列的业务标识,如本例中的orderId
             */
            SendResult sendResult = mqProducer.send(msg, new MessageQueueSelector() {
                /**
                 * @param mqs 队列集合
                 * @param msg 消息对象
                 * @param arg 业务标识的参数，对应send()方法传入的第三个参数arg
                 * @return
                 */
                @Override
                public MessageQueue select(List<MessageQueue> mqs, Message msg, Object arg) {
                    //根据arg(实际上是订单id)选择消息发送的队列
                    long index = (Long) arg % mqs.size();
                    return mqs.get((int) index);
                }
                //mqProducer.send()方法第三个参数, 会传递到select()方法的arg参数
            }, orderList.get(i).getOrderId());
            System.out.println(String.format("消息发送状态:%s, orderId:%s, queueId:%d, body:%s",
                    sendResult.getSendStatus(),
                    orderList.get(i).getOrderId(),
                    sendResult.getMessageQueue().getQueueId(),
                    body));
        }
        // 如果不再发送消息，关闭Producer实例
        mqProducer.shutdown();
    }
    /**
     * 订单状态变更流程: ORDER_CREATE(订单创建) -> ORDER_PAYED(订单已支付) -> ORDER_COMPLETE(订单完成)
     */
    public static List<Order> getOrderList() {
        List<Order> orderList = new ArrayList<>();
        Order orderDemo = new Order();
        orderDemo.setOrderId(1L);
        orderDemo.setOrderStatus("ORDER_CREATE");
        orderList.add(orderDemo);
        orderDemo = new Order();
        orderDemo.setOrderId(2L);
        orderDemo.setOrderStatus("ORDER_CREATE");
        orderList.add(orderDemo);
        orderDemo = new Order();
        orderDemo.setOrderId(1L);
        orderDemo.setOrderStatus("ORDER_PAYED");
        orderList.add(orderDemo);
        orderDemo = new Order();
        orderDemo.setOrderId(2L);
        orderDemo.setOrderStatus("ORDER_PAYED");
        orderList.add(orderDemo);
        orderDemo = new Order();
        orderDemo.setOrderId(2L);
        orderDemo.setOrderStatus("ORDER_COMPLETE");
        orderList.add(orderDemo);
        orderDemo = new Order();
        orderDemo.setOrderId(3L);
        orderDemo.setOrderStatus("ORDER_CREATE");
        orderList.add(orderDemo);
        orderDemo = new Order();
        orderDemo.setOrderId(4L);
        orderDemo.setOrderStatus("ORDER_CREATE");
        orderList.add(orderDemo);
        orderDemo = new Order();
        orderDemo.setOrderId(3L);
        orderDemo.setOrderStatus("ORDER_PAYED");
        orderList.add(orderDemo);
        orderDemo = new Order();
        orderDemo.setOrderId(1L);
        orderDemo.setOrderStatus("ORDER_COMPLETE");
        orderList.add(orderDemo);
        orderDemo = new Order();
        orderDemo.setOrderId(3L);
        orderDemo.setOrderStatus("ORDER_COMPLETE");
        orderList.add(orderDemo);
        orderDemo = new Order();
        orderDemo.setOrderId(4L);
        orderDemo.setOrderStatus("ORDER_PAYED");
        orderList.add(orderDemo);
        orderDemo = new Order();
        orderDemo.setOrderId(4L);
        orderDemo.setOrderStatus("ORDER_COMPLETE");
        orderList.add(orderDemo);
        return orderList;
    }
}
public class Order implements Serializable {
    /**
     * 订单ID
     */
    private Long orderId;
    /**
     * 订单状态
     */
    private String orderStatus;
    public Long getOrderId() {
        return orderId;
    }
    public void setOrderId(Long orderId) {
        this.orderId = orderId;
    }
    public String getOrderStatus() {
        return orderStatus;
    }
    public void setOrderStatus(String orderStatus) {
        this.orderStatus = orderStatus;
    }
    @Override
    public String toString() {
        return "Order{" +
                "orderId=" + orderId +
                ", orderStatus='" + orderStatus + '\'' +
                '}';
    }
}

(2)、消费者消费消息

public class OrderMQConsumer {
    public static void main(String[] args) throws MQClientException {
        // 创建DefaultMQPushConsumer类并设定消费者名称
        DefaultMQPushConsumer mqPushConsumer = new DefaultMQPushConsumer("consumer-group-test");
        // 设置NameServer地址，如果是集群的话，使用分号;分隔开
        mqPushConsumer.setNamesrvAddr("10.0.90.86:9876");
        // 设置Consumer第一次启动是从队列头部开始消费还是队列尾部开始消费
        // 如果不是第一次启动，那么按照上次消费的位置继续消费
        mqPushConsumer.setConsumeFromWhere(ConsumeFromWhere.CONSUME_FROM_FIRST_OFFSET);
        // 订阅一个或者多个Topic，以及Tag来过滤需要消费的消息，如果订阅该主题下的所有tag，则使用*
        mqPushConsumer.subscribe("ORDER_STATUS_CHANGE", "*");
        // 注册回调实现类来处理从broker拉取回来的消息
        // 注意：顺序消息注册的是MessageListenerOrderly监听器
        mqPushConsumer.registerMessageListener(new MessageListenerOrderly() {
            @Override
            public ConsumeOrderlyStatus consumeMessage(List<MessageExt> msgList, ConsumeOrderlyContext consumeOrderlyContext) {
                consumeOrderlyContext.setAutoCommit(true);
                for (MessageExt msg : msgList) {
                    // 每个queue有唯一的consume线程来消费, 订单对每个queue都是分区有序
                    System.out.println("消费线程=" + Thread.currentThread().getName() +
                            ", queueId=" + msg.getQueueId() + ", 消息内容:" + new String(msg.getBody()));
                }
                try {
                    TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                // 标记该消息已经被成功消费
                return ConsumeOrderlyStatus.SUCCESS;
            }
        });
        // 启动消费者实例
        mqPushConsumer.start();
    }
}

(3)、启动生产者

消息发送状态:SEND_OK, orderId:1, queueId:1, body:【Order{orderId=1, orderStatus='ORDER_CREATE'}】订单状态变更消息
消息发送状态:SEND_OK, orderId:2, queueId:2, body:【Order{orderId=2, orderStatus='ORDER_CREATE'}】订单状态变更消息
消息发送状态:SEND_OK, orderId:1, queueId:1, body:【Order{orderId=1, orderStatus='ORDER_PAYED'}】订单状态变更消息
消息发送状态:SEND_OK, orderId:2, queueId:2, body:【Order{orderId=2, orderStatus='ORDER_PAYED'}】订单状态变更消息
消息发送状态:SEND_OK, orderId:2, queueId:2, body:【Order{orderId=2, orderStatus='ORDER_COMPLETE'}】订单状态变更消息
消息发送状态:SEND_OK, orderId:3, queueId:3, body:【Order{orderId=3, orderStatus='ORDER_CREATE'}】订单状态变更消息
消息发送状态:SEND_OK, orderId:4, queueId:0, body:【Order{orderId=4, orderStatus='ORDER_CREATE'}】订单状态变更消息
消息发送状态:SEND_OK, orderId:3, queueId:3, body:【Order{orderId=3, orderStatus='ORDER_PAYED'}】订单状态变更消息
消息发送状态:SEND_OK, orderId:1, queueId:1, body:【Order{orderId=1, orderStatus='ORDER_COMPLETE'}】订单状态变更消息
消息发送状态:SEND_OK, orderId:3, queueId:3, body:【Order{orderId=3, orderStatus='ORDER_COMPLETE'}】订单状态变更消息
消息发送状态:SEND_OK, orderId:4, queueId:0, body:【Order{orderId=4, orderStatus='ORDER_PAYED'}】订单状态变更消息
消息发送状态:SEND_OK, orderId:4, queueId:0, body:【Order{orderId=4, orderStatus='ORDER_COMPLETE'}】订单状态变更消息

(4)、启动消费者

消费线程=ConsumeMessageThread_2, queueId=1, 消息内容:【Order{orderId=1, orderStatus='ORDER_CREATE'}】订单状态变更消息
消费线程=ConsumeMessageThread_1, queueId=2, 消息内容:【Order{orderId=2, orderStatus='ORDER_CREATE'}】订单状态变更消息
消费线程=ConsumeMessageThread_3, queueId=3, 消息内容:【Order{orderId=3, orderStatus='ORDER_CREATE'}】订单状态变更消息
消费线程=ConsumeMessageThread_4, queueId=0, 消息内容:【Order{orderId=4, orderStatus='ORDER_CREATE'}】订单状态变更消息
消费线程=ConsumeMessageThread_2, queueId=1, 消息内容:【Order{orderId=1, orderStatus='ORDER_PAYED'}】订单状态变更消息
消费线程=ConsumeMessageThread_1, queueId=2, 消息内容:【Order{orderId=2, orderStatus='ORDER_PAYED'}】订单状态变更消息
消费线程=ConsumeMessageThread_3, queueId=3, 消息内容:【Order{orderId=3, orderStatus='ORDER_PAYED'}】订单状态变更消息
消费线程=ConsumeMessageThread_4, queueId=0, 消息内容:【Order{orderId=4, orderStatus='ORDER_PAYED'}】订单状态变更消息
消费线程=ConsumeMessageThread_1, queueId=2, 消息内容:【Order{orderId=2, orderStatus='ORDER_COMPLETE'}】订单状态变更消息
消费线程=ConsumeMessageThread_3, queueId=3, 消息内容:【Order{orderId=3, orderStatus='ORDER_COMPLETE'}】订单状态变更消息
消费线程=ConsumeMessageThread_2, queueId=1, 消息内容:【Order{orderId=1, orderStatus='ORDER_COMPLETE'}】订单状态变更消息
消费线程=ConsumeMessageThread_4, queueId=0, 消息内容:【Order{orderId=4, orderStatus='ORDER_COMPLETE'}】订单状态变更消息

从上面的结果，我们可以看出来实现了分区有序，即一个线程只完成唯一标识的订单消息。

五、顺序消息缺陷

到此这篇关于RocketMQ顺序消息的原理与特点的文章就介绍到这了,更多相关RocketMQ顺序消息内容请搜索脚本之家以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持脚本之家！

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