作为Java程序员，你应该知道的RocketMQ工作原理

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先简单了解一下各个模块的功能，下面会有章节详细介绍各个模块的功能。

Producer和Consumer很好理解，顾名思义就是生产者和消费者，生产者负责生产消息，消费者负责消费消息，这2块的逻辑都是由业务使用者定义的。

Broker是RocketMQ的核心，Broker实现了消息的存储、拉取等功能。Broker通常以集群方式启动，并可配置主从，每个Broker上提供对指定topic的服务。理解了Broker的原理，以及和其他服务交互的方式就基本弄懂了整个消息中间件的原理。

NameSrv是一个无状态的名称服务，可以集群部署。所有Broker启动的时候会向NameSrv注册自己的信息。Producer会根据目标topic从NameSrv获取到达指定Broker的路由信息，Consumer同理。

对于Producer端RocketMQ采用了轮询的方式保证了负载均衡，Consumer端通常采用cluster集群方式消费消息，我们可以自己定义消息在消息端的分配方式。另外，MQ还提供了顺序消息的特性，简单了解一下MQ提供的特性即可，具体实现后面章节会进行阐述。

源码目录结构介绍&Remoting通信层

源码目录结构介绍 RocketMQ源码分为以下几个package：

• rocketmq-broker：整个mq的核心，他能够接受producer和consumer的请求，并调用store层服务对消息进行处理。HA服务的基本单元，支持同步双写，异步双写等模式。
• rocketmq-client：mq客户端实现，目前官方仅仅开源了java版本的mq客户端，c++，go客户端有社区开源贡献。
• rocketmq-common：一些模块间通用的功能类，比如一些配置文件、常量。
• rocketmq-example：官方提供的例子，对典型的功能比如order message，push consumer，pull consumer的用法进行了示范。
• rocketmq-filtersrv：消息过滤服务，相当于在broker和consumer中间加入了一个filter代理。
• rocketmq-remoting：基于netty的底层通信实现，所有服务间的交互都基于此模块。
• rocketmq-srvut：解析命令行的工具类。
• rocketmq-store：存储层实现，同时包括了索引服务，高可用HA服务实现。
• rocketmq-tools：mq集群管理工具，提供了消息查询等功能。

底层基于Netty网络库驱动

producer 1.启动流程

Producer如何感知要发送消息的broker即brokerAddrTable中的值是怎么获得的，

1. 发送消息的时候指定会指定topic，如果producer集合中没有会根据指定topic到namesrv获取topic发布信息TopicPublishInfo，并放入本地集合
2. 定时从namesrv更新topic路由信息，

Producer与broker间的心跳

Producer定时发送心跳将producer信息（其实就是procduer的group）定时发送到， brokerAddrTable集合中列出的broker上去

Producer发送消息只发送到master的broker机器，在通过broker的主从复制机制拷贝到broker的slave上去

producer 2.如何发送消息

Producer轮询某topic下的所有队列的方式来实现发送方的负载均衡

1. Topic下的所有队列如何理解：

比如broker1, broker2,
borker3三台broker机器都配置了Topic_A
Broker1 的队列为queue0 , queue1
Broker2 的队列为queue0, queue2, queue3,
Broker3 的队列为queue0
当然一般情况下的broker的配置都是一样的
以上当broker启动的时候注册
到namesrv的Topic_A队列为共6个分别为：
broker1_queue0, broker1_queue1,
broker2_queue0, broker2_queue1, broker2_queue2,
broker3_queue0,

2. Producer如何实现轮询队列：

Producer从namesrv获取的到Topic_A
路由信息TopicPublishInfo
--List<MessageQueue>messageQueueList
//Topic_A的所有的队列
--AtomicIntegersendWhichQueue //自增整型
方法selectOneMessageQueue方法
用来选择一个发送队列
(++sendWitchQueue)% messageQueueList.size
为队列集合的下标
每次获取queue都会通过sendWhichQueue
加一来实现对所有queue的轮询
如果入参lastBrokerName不为空，
代表上次选择的queue发送失败，
这次选择应该避开同一个queue

3. Producer发消息系统重试：

发送失败后，重试几次retryTimesWhenSendFailed = 2
发送消息超时sendMsgTimeout = 3000
Producer通过selectOneMessageQueue
方法获取一个MessagQueue对象
--topic //Topic_A
--brokerName //代表发送消息到达的broker
--queueId //代表发送消息的在指定broker
上指定topic下的队列编号
向指定broker的指定topic的指定queue发送消息
发送失败(1)重试次数不到两次(2)
发送此条消息花费时间还没有到3000(毫秒),
换个队列继续发送。

producer发送普通消息

producer 3.如何发送顺序消息

Rocketmq能够保证消息严格顺序，
但是Rocketmq需要producer保证顺序消息
按顺序发送到同一个queue中，
比如购买流程(1)下单(2)支付(3)支付成功，
这三个消息需要根据特定规则将这个
三个消息按顺序发送到一个queue
如何实现把顺序消息发送到同一个queue:
一般消息是通过轮询所有队列发送的，
顺序消息可以根据业务比如说订单号orderId
相同的消息发送到同一个队列,
或者同一用户userId发送到同一队列等等
messageQueueList [orderId%messageQueueList.size()]
messageQueueList [userId%messageQueueList.size()]

producer 4.如何发布分布式事务消息

先引入官方文档图：

分布式事物是基于二阶段提交的

1. 一阶段，向broker发送一条prepared的消息，返回消息的offset即消息地址commitLog中消息偏移量。Prepared状态消息不被消费 发送消息ok，执行本地事物分支， 本地事物方法需要实现rocketmq的回调接口
2. LocalTransactionExecuter， 处理本地事物逻辑返回处理的事物状态LocalTransactionState
3. 二阶段，处理完本地事物中业务得到事物状态， 根据offset查找到commitLog中的prepared消息，设置消息状态commitType或者rollbackType， 让后将信息添加到commitLog中， 其实二阶段生成了两条消息

事物消息发送

producer 5.消息在落地broker落地之普通消息

Broker根据producer请求的RequestCode.SEND_MESSAGE选择对应的处理器SendMessageProcessor

根据请求消息内容构建消息内部结构MessageExtBrokerInner

调DefaultMessageStore加消息写入commitlog

producer 6.消息在落地broker落地之事务消息

1. 消息落地

commitLog针对事物消息的处理，消息的第20位开始的八位记录是的消息在逻辑队列中的queueoffset，但是针对事物消息为preparedType和rollbackType的存储的是事物状态表的索引偏移量

2. 分发事物消息：

分发消息位置信息到ConsumeQueue: 事物状态为preparedType和rollbackType的消息不会将请求分发到ConsumeQueue中去，即不处理，所以不会被消息更新transactionstable table：如果是prepared消息记，通过TransactionStateService服务将消息加到存储事务状态的表格tranStateTable的文件中；如果是commitType和rollbackType消息， 修改事物状态表格tranStateTable中的消息状态。记录Transaction Redo Log日志： 记录了 commitLogOffset, msgSize,preapredTransactionOffset, storeTimestamp。

3. 事物状态表

事物状态表是有MapedFileQueue将多个文件组成一个连续的队列，它的存储单元是定长为24个字节的数据，tranStateTableOffset可以认为是事物状态消息的个数，索引偏移量， 它的值是 tranStateTable.getMaxOffset()/ TSStoreUnitSize

4. 事物回查

定时回查线程会定时扫描（默认每分钟）每个存储事务状态的表格文件，遍历存储事务状态的表格记录，如果是已经提交或者回滚的消息调过过，如果是prepared状态的如果消息小于事务回查至少间隔时间（默认是一分钟）跳出终止遍历调transactionCheckExecuter.gotocheck方法向producer回查事物状态，根据group随机选择一台producer查询消息，根据commitLogOffset和msgSize到commitlog查找消息向Producder发起请求,请求code类型为CHECK_TRANSACTION_STATE，producer的DefaultMQProducerImpl.checkTransactionState()方法来处理broker定时回调的请求，这里构建一个Runnable任务异步执行producer注册的回调接口，处理回调，在调endTransactionOneway向broker发送请求更新事物消息的最终状态无Prepared消息，且遍历完，则终止扫描这个文件的定时任务

5. 事物消息的load&recover

TransactionStateService.load ()事物状态服务加载， 加载只是建立文件映射redoLog队列恢复，加载本地redoLog文件tranStateTable事物状态表， 加载本地tranStateTable文件recover:

正常恢复：

• 利用tranRedoLog文件的recover
• 利用tranStateTable文件重建事物状态表

异常恢复：

先按照正常流程恢复TranRedo LogcommitLog异常恢复，commitLog根据checkpoint时间点重新生成 redolog，重新分发消息DispatchRequest,分发消息到位置信息到ConsumeQueue，更新Transaction State Table，记录TransactionRedo Log，删除事物状态表tranStateTable，通过RedoLog全量恢复StateTable，重头扫描RedoLog， 过滤出所有prepared状态的消息， 将commit或者rollback的消息对应的prepared消息删除，重建StateTable, 将上面过滤出的prepared消息，添加到事物状态表文件中

这个事物状态表transstable的作用是定期（1分钟）将状态为prepared事物回查producer端redolog这个队列其实标记消费到哪了，事物状态的恢复根本上是有commitlog来做的，consumer主要2中模式pull and push

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