RocketMQ 消息队列中丢失消息的场景举例及解决办法

既然使用在项目中使用了MQ,那么就不可避免的需要考虑消息丢失问题。在一些涉及到了金钱交易的场景下,消息丢失还是很致命的。那么在RocketMQ中存在哪几种消息丢失的场景呢?

先来一张最简单的消费流程图:

上图中大致包含了这么几种场景:

1)生产者产生消息发送给RocketMQ
2)RocketMQ接收到了消息之后,必然需要存到磁盘中,否则断电或宕机之后会造成数据的丢失
3)消费者从RocketMQ中获取消息消费,消费成功之后,整个流程结束

这三种场景都可能会产生消息的丢失,如下图所示:

1、场景1中生产者将消息发送给Rocket MQ的时候,如果出现了网络抖动或者通信异常等问题,消息就有可能会丢失

2、场景2中消息需要持久化到磁盘中,这时会有两种情况导致消息丢失

1)RocketMQ为了减少磁盘的IO,会先将消息写入到os cache中,而不是直接写入到磁盘中,消费者从os cache中获取消息类似于直接从内存中获取消息,速度更快,过一段时间会由os线程异步的将消息刷入磁盘中,此时才算真正完成了消息的持久化。在这个过程中,如果消息还没有完成异步刷盘,RocketMQ中的Broker宕机的话,就会导致消息丢失
2)如果消息已经被刷入了磁盘中,但是数据没有做任何备份,一旦磁盘损坏,那么消息也会丢失

3、消费者成功从RocketMQ中获取到了消息,还没有将消息完全消费完的时候,就通知RocketMQ我已经将消息消费了,然后消费者宕机,但是RocketMQ认为消费者已经成功消费了数据,所以数据依旧丢失了。

那么如何保证消息的零丢失呢?

1、场景1中保证消息不丢失的方案是使用RocketMQ自带的事务机制来发送消息,大致流程为

1)首先生产者发送half消息到RocketMQ中,此时消费者是无法消费half消息的,若half消息就发送失败了,则执行相应的回滚逻辑
2)half消息发送成功之后,且RocketMQ返回成功响应,则执行生产者的核心链路
3)如果生产者自己的核心链路执行失败,则回滚,并通知RocketMQ删除half消息
4)如果生产者的核心链路执行成功,则通知RocketMQ commit half消息,让消费者可以消费这条数据

其中还有一些RocketMQ长时间没有收到生产者是要commit/rollback操作的响应,回调生产者接口的细节,感兴趣的可以参考:https://blog.csdn.net/LO_YUN/article/details/101673893

在使用了RocketMQ事务将生产者的消息成功发送给RocketMQ,就可以保证在这个阶段消息不会丢失

2、在场景2中要保证消息不丢失,首先需要将os cache的异步刷盘策略改为同步刷盘,这一步需要修改Broker的配置文件,将flushDiskType改为SYNC_FLUSH同步刷盘策略,默认的是ASYNC_FLUSH异步刷盘。

一旦同步刷盘返回成功,那么就一定保证消息已经持久化到磁盘中了;为了保证磁盘损坏不会丢失数据,我们需要对RocketMQ采用主从机构,集群部署,Leader中的数据在多个Follower中都存有备份,防止单点故障。

3、在场景3中,消息到达了消费者,RocketMQ在代码中就能保证消息不会丢失

//注册消息监听器处理消息
consumer.registerMessageListener(new MessageListenerConcurrently() {
   @Override
    public ConsumeConcurrentlyStatus consumeMessage(List<MessageExt> msgs, ConsumeConcurrentlyContext context){                                  
        //对消息进行处理
        return ConsumeConcurrentlyStatus.CONSUME_SUCCESS;
    }
});

上面这段代码中,RocketMQ在消费者中注册了一个监听器,当消费者获取到了消息,就会去回调这个监听器函数,去处理里面的消息

当你的消息处理完毕之后,才会返回ConsumeConcurrentlyStatus.CONSUME_SUCCESS 只有返回了CONSUME_SUCCESS,消费者才会告诉RocketMQ我已经消费完了,此时如果消费者宕机,消息已经处理完了,也就不会丢失消息了

如果消费者还没有返回CONSUME_SUCCESS时就宕机了,那么RocketMQ就会认为你这个消费者节点挂掉了,会自动故障转移,将消息交给消费者组的其他消费者去消费这个消息,保证消息不会丢失

为了保证消息不会丢失,在consumeMessage方法中就直接写消息消费的业务逻辑就可以了,如果非要搞一些骚操作,比如下面的代码

//注册消息监听器处理消息
consumer.registerMessageListener(new MessageListenerConcurrently() {
   @Override
    public ConsumeConcurrentlyStatus consumeMessage(List<MessageExt> msgs, ConsumeConcurrentlyContext context){ 
     //开启子线程异步处理消息
     new Thread() {
   public void run() {
    //对消息进行处理
   }
  }.start();                                 
        return ConsumeConcurrentlyStatus.CONSUME_SUCCESS;
    }
});

如果新开子线程异步处理消息的话,就有可能出现消息还没有被消费完,消费者告诉RocketMQ消息已经被消费了,结果宕机丢失消息的情况。

使用上面一整套的方案就可以在使用RocketMQ时保证消息零丢失,但是性能和吞吐量也将大幅下降

1)使用事务机制传输消息,会比普通的消息传输多出很多步骤,耗费性能
2)同步刷盘相比异步刷盘,一个是存储在磁盘中,一个存储在内存中,速度完全不是一个数量级
3)主从机构的话,需要Leader将数据同步给Follower
4)消费时无法异步消费,只能等待消费完成再通知RocketMQ消费完成

消息零丢失是一把双刃剑,要想用好,还是要视具体的业务场景而定,选择合适的方案才是最好的。

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