【Alibaba中间件技术系列】「RocketMQ技术专题」带你一起去探索RocketMQ服务架构的线程模型分析

本文涉及的产品
Serverless 应用引擎免费试用套餐包,4320000 CU,有效期3个月
注册配置 MSE Nacos/ZooKeeper,118元/月
服务治理 MSE Sentinel/OpenSergo,Agent数量 不受限
简介: 【Alibaba中间件技术系列】「RocketMQ技术专题」带你一起去探索RocketMQ服务架构的线程模型分析

前言介绍


RocketMQ 是个消息服务器,也是个网络服务器。接下来我们将从网络 IO 模型,线程模型,看看 RocketMQ 是如何设计的。




IO 模型


RocketMQ 使用了 Netty 作为网络通信框架,自然而然使用了 Reactor 模型,或者说 Select 模型、Epoll 模型。即一个线程管理 N 个 Socket 的模式,此模式可管理海量连接,基本是所有网络服务器的首选。



配置相关的RocketMQ的配置


RocketMQ的Boss线程数为 1, Worker 线程数为 CPU * 2.

在说线程模型之前,先看看 RocketMQ 如何设计 Server 接口的。

image.png

RemotingService作为顶层接口,定义了 启动和关闭,另外还有注册 RPC 钩子,职责简单。他的两个子接口 RemotingServer 和 RemotingClient 各自增加了自己的抽象接口。


  • Server 专属的 localListenPort 和 getProcessorPair
  • Client 专属的 getNameServerAddressList 等


注意:两者都有 invokeSync 方法,但,参数不同,这也是因为他们自身的角色不同所影响的。


至于NettyRemotingAbstract 抽象类,这只是个简单的”抽取重复代码”的“简单操作”。

再下面,就是具体实现类,每个类,都有内部类,都是Netty各种Handler 的实现:

image.png

  • NettyConnectManageHandler 负责处理 注册,连接,异常等事件,继承自 ChannelDuplexHandler。
  • NettyServerHandler 则是关键的业务处理类,处理真正的 Msg,继承自 SimpleChannelInboundHandler。
  • HandshakeHandler 负责处理握手程序,这里就不解释了。


以上 3 个是 Server 端的 Handler,都是NettyRemotingServer的内部类。



线程模型


NettyServerHandler作为处理业务的关键类,每个 worker 线程都有自己的单独实例,但该类只是做个包装或者桥接而已,作用不大, NettyRemotingServer才是关键。


当 Request 进入到 Server 中,MQ 会根据 请求类型 code 找到对应的处理器,MQ 有多种处理器,如下:

image.png


他们都继承自 NettyRequestProcessor 接口:

image.png

此接口只有 2 个方法,处理请求和拒绝请求,处理请求的参数是 Netty 的 context 和自身的RemotingCommand 对象,这是个大对象:

image.png


RemotingCommand 的成员变量,这里说下 flag 的作用,其他就不说了。


flag表示这次请求是什么类型。


  • 倒数第一位,0 表示请求,1 表示返回。
  • 倒数第二位,1 表示 oneWay。



NettyRequestProcessor


刚刚提到 NettyRequestProcessor ,这是个处理器,在 MQ 中,每个 NettyRequestProcessor 都绑定了一个线程池,在 MQ 的抽象里,有个 Pair 对象,如下:

public class Pair<T1, T2> {
    private T1 object1;
    private T2 object2;
    public Pair(T1 object1, T2 object2) { this.object1 = object1; 
                                         this.object2 = object2;}
    public T1 getObject1() { return object1;}
    public void setObject1(T1 object1) {this.object1 = object1; }
    public T2 getObject2() { return object2;}
    public void setObject2(T2 object2) {  this.object2 = object2;}
}
复制代码

同时,还有个 Hash 表,用 code 映射了 Pair。如此,就实现了:通过请求 code 找到“线程池和处理这种请求的处理器”,然后,提交一个任务到该线程池,任务中,会调用该处理器的 processRequest 方法,或 rejectRequest 方法。

image.png

上图中,为处理请求的关键步骤。执行钩子就不说了,我们知道,设计代码时,关键步骤都加钩子,便于扩展和以后加代码。


其中,会调用 processRequest 方法,执行具体业务,并得到返回值。然后使用 netty 的 ctx 对象,将返回值直接写回 Socket。


如果发生错误了,也将错误构造成消息,写回客户端。


注意,这里一直有个操作 就是 response.setOpaque(opaque) ,就是设置请求 ID,这是 IO 多路复用的关键。


Netty 每次请求,都会调用 NettyRemotingServer 的 processRequestCommand 方法。


而 NettyRemotingServer 保存了请求 code 和 Pair<处理器,线程池> 的hash 映射表。


每次请求,根据 code 找到线程池,生成一个新任务,提交到线程池,任务里,会执行“处理器” 的processRequest 方法得到返回值,最后写回客户端。


MQ 为每种类型的任务,使用了不同的线程池,即线程池隔离。同时,也根据每种不同的任务类型,设置了不同的线程池参数。




参数介绍


  • Send 发送消息任务,线程池大小是1。
  • pull 拉取消息任务,线程池大小是 16 + CPU*2
  • query 查询任务,线程池大小是 8 + CPU*2;


当然还有其他的,这里就不枚举了,注意:大部分线程池都是多线程,只有 send 任务默认是单线程。


send 操作是个写操作,最后是要上锁的,虽然锁的粒度已经足够小,但仍然是有锁的。如果是有锁的,多线程的是不划算的。这也是 RocketMQ 的设计决定只写一个 CommitLog。


能像Kafka一样,同时写多个文件,是不是就可以利用多线程了呢?


当然,这里不是说多线程一定好,只是表达另外一种思路。如果单线程就能触发 MQ 瓶颈,多线程也没啥意义。


总结


image.png


相关实践学习
消息队列RocketMQ版:基础消息收发功能体验
本实验场景介绍消息队列RocketMQ版的基础消息收发功能,涵盖实例创建、Topic、Group资源创建以及消息收发体验等基础功能模块。
消息队列 MNS 入门课程
1、消息队列MNS简介 本节课介绍消息队列的MNS的基础概念 2、消息队列MNS特性 本节课介绍消息队列的MNS的主要特性 3、MNS的最佳实践及场景应用 本节课介绍消息队列的MNS的最佳实践及场景应用案例 4、手把手系列:消息队列MNS实操讲 本节课介绍消息队列的MNS的实际操作演示 5、动手实验:基于MNS,0基础轻松构建 Web Client 本节课带您一起基于MNS,0基础轻松构建 Web Client
相关文章
|
8天前
|
消息中间件 存储 Java
RocketMQ(一):消息中间件缘起,一览整体架构及核心组件
【10月更文挑战第15天】本文介绍了消息中间件的基本概念和特点,重点解析了RocketMQ的整体架构和核心组件。消息中间件如RocketMQ、RabbitMQ、Kafka等,具备异步通信、持久化、削峰填谷、系统解耦等特点,适用于分布式系统。RocketMQ的架构包括NameServer、Broker、Producer、Consumer等组件,通过这些组件实现消息的生产、存储和消费。文章还提供了Spring Boot快速上手RocketMQ的示例代码,帮助读者快速入门。
|
2月前
|
消息中间件 存储 RocketMQ
消息中间件-RocketMQ技术(二)
消息中间件-RocketMQ技术(二)
|
2月前
|
消息中间件 存储 中间件
消息中间件-RocketMQ技术(一)
消息中间件-RocketMQ技术(一)
|
1天前
|
消息中间件 存储 Java
吃透 RocketMQ 消息中间件,看这篇就够了!
本文详细介绍 RocketMQ 的五大要点、核心特性及应用场景,涵盖高并发业务场景下的消息中间件关键知识点。关注【mikechen的互联网架构】,10年+BAT架构经验倾囊相授。
吃透 RocketMQ 消息中间件,看这篇就够了!
EMQ
|
4月前
|
物联网 Linux C语言
在 Windows 平台搭建 MQTT 服务
NanoMQ 有着强大的跨平台和可兼容能力,不仅可以用于以 Linux 为基础的各类平台,也为 Windows 平台提供了 MQTT 服务的新选择。
EMQ
109 10
在 Windows 平台搭建 MQTT 服务
|
3月前
|
消息中间件 Java RocketMQ
微服务架构师的福音:深度解析Spring Cloud RocketMQ,打造高可靠消息驱动系统的不二之选!
【8月更文挑战第29天】Spring Cloud RocketMQ结合了Spring Cloud生态与RocketMQ消息中间件的优势,简化了RocketMQ在微服务中的集成,使开发者能更专注业务逻辑。通过配置依赖和连接信息,可轻松搭建消息生产和消费流程,支持消息过滤、转换及分布式事务等功能,确保微服务间解耦的同时,提升了系统的稳定性和效率。掌握其应用,有助于构建复杂分布式系统。
60 0
|
4月前
|
消息中间件 缓存 IDE
MetaQ/RocketMQ 原理问题之消息队列中间件的问题如何解决
MetaQ/RocketMQ 原理问题之消息队列中间件的问题如何解决
|
5月前
|
消息中间件 负载均衡 开发工具
消息队列 MQ产品使用合集之当一个服务出现堆积后,为什么不把后面的流量负载到其它服务上
消息队列(MQ)是一种用于异步通信和解耦的应用程序间消息传递的服务,广泛应用于分布式系统中。针对不同的MQ产品,如阿里云的RocketMQ、RabbitMQ等,它们在实现上述场景时可能会有不同的特性和优势,比如RocketMQ强调高吞吐量、低延迟和高可用性,适合大规模分布式系统;而RabbitMQ则以其灵活的路由规则和丰富的协议支持受到青睐。下面是一些常见的消息队列MQ产品的使用场景合集,这些场景涵盖了多种行业和业务需求。
消息队列 MQ产品使用合集之当一个服务出现堆积后,为什么不把后面的流量负载到其它服务上
|
4月前
|
消息中间件 NoSQL Kafka
消息中间件(RocketMQ、RabbitMQ、ActiveMQ、Redis、kafka、ZeroMQ)以及之间的区别
消息中间件(RocketMQ、RabbitMQ、ActiveMQ、Redis、kafka、ZeroMQ)以及之间的区别
|
5月前
|
消息中间件 存储 SQL
RocketMQ与Kafka架构深度对比
RocketMQ与Kafka架构深度对比

相关产品

  • 云消息队列 MQ