RocketMQ学习（二）：RocketMQ路由中心Nameserver

基础概念

        分布式服务SOA架构体系中会有服务注册中心，分布式服务SOA的注册中心主要提供服务调用的解析服务，指引服务调用方（消费者）找到对应的服务提供者，完成网络通信。

架构设计

       消息中间件的设计思路一般基于主题的订阅发布机制，消息生产者（Producer）发送某一主题的消息到消息服务器，消息服务器负责该消息的持久化存储，消息消费者（Consumer）订阅感兴趣的主题，消息服务器根据订阅信息（路由信息）将消息推送到消费者（PUSH模式）或者消息消费者主动向消息服务器拉取消息（PULL模式），从而实现消息生产者与消息消费者解耦。

       为了避免消息服务器的单点故障导致的整个系统瘫痪，通常会部署多台消息服务器共同承担消息的存储。

       那消息生产者如何知道消息要发往哪台消息服务器呢？如果某一台消息服务器宕机了，那么生产者如何在不重启服务的情况下感知呢？

 

 

　　Broker消息服务器在启动时向所有NameServer注册，消息生产者（Producer）在发送消息之前先从Nameserver获取Broker服务器地址列表，然后根据负载算法从列表中选择一台消息服务器进行消息发送。

　　Nameserver与每台Broker保持长连接，并间隔10s检测Broker是否存活，如果检测到Broker宕机，则从路由注册表中将其移除。但是路由变化不会马上通知消息生产者，为什么这样设计呢？这是为了降低Nameserver实现的复杂度，在消息发送端提供容错机制来保证消息发送的高可用性。

　　Nameserver本身的高可用性是通过部署多台Nameserver服务器来实现，但彼此之间互不通信，也就是Nameserver服务器之间在某一时刻的数据并不会完全相同，但这对消息发送没有影响，这也是RocketMQ Nameserver设计的一个亮点，RocketMQ Nameserver设计追求简单高效。

启动流程

步骤一：

　　加载配置文件，填充NameserverConfig、NettyServerConfig属性值。具体参数，可参考34P。

步骤二：

　　根据步骤一加载的启动属性创建NamesrcController实例，并初始化该实例。

　　加载配置，创建NettyServer网络处理对象，然后开始两个定时任务，在RocketMQ中此类定时任务统称为心跳检测。

• • 定时任务1：Nameserver每个10s扫描一次Broker，移除处于不活跃状态的Broker。
  • 定时任务2：Nameserver每个10分钟打印一次KV配置。

步骤三：

　　注册JVM钩子函数并启动服务器，以便监听Broker、消息生产者的网络请求。

路由注册

　　RocketMQ基于订阅发布机制，一个Topic拥有多个消息队列，一个Broker为每一主题默认创建4个读队列4个写队列。多个Broker组成一个集群，BrokerName由相同的多台Master-Slave架构，brokerId为0代表Master，大于0代表Slave。BrokerLiveInfo中lastUpdateTimestamp存储上次收到Broker心跳包的时间。

• topicQueueTable：Topic消息队列路由信息，消息发送时根据路由表进行负载均衡。
• brokerAddrTable：Broker基础信息，包含brokerName、所属集群名称、主备Broker地址。
• clusterAddrTable：Broker集群信息，存储集群中所有Broker名称。
• brokerLiveTable：Broker状态信息。Nameserver每次收到心跳包时会替换该信息。
• filterServerTable：Broker上的FilterServer列表，用于类模式消息过滤。

 

 　　RocketMQ路由注册是通过Broker与Nameserver的心跳功能实现的。Broker启动时向集群中所有的Nameserver发送心跳请求，每个30秒向集群中Nameserver发送心跳包，Nameserver收到Broker心跳包时会更新brokerLiveTable缓存中BrokerLiveInfo的lastUpdateTimestamp，然后Nameserver每个10秒扫描brokerLiveTable，如果连续120秒没有收到心跳包，Namserver将移除该Broker的路由信息，同时关闭Socket连接。

Broker心跳包发送：

　　发送心跳包，首先封装请求包头：

• brokerAddr：broker地址
• brokerId：Master是0，Slave是1
• brokerName：broker名称
• clusterName：集群名称
• haServerAddr：master地址，初次请求为空，slave向Nameserver注册后返回
• 其他

Nameserver处理心跳包：

步骤一：

　　路由注册需要加写锁，防止并发修改RouteInfoManager（路由管理）中的路由表。首先判断Broker所属集群是否存在，如果不存在，则创建，然后将broker名加入到集群Broker集合中。

步骤二：

　　维护BrokerData信息，首先从brokerAddrTable根据BrokerName尝试获取Broker信息，如果不存在，则新建BrokerData并放入brokerAddrTable。

步骤三：

　　如果Broker是Master，并且Broker Topic配置信息发生变化或者是初次注册，则需要创建或更新Topic路由元数据，填充topicQueueTable，其实就是为默认主题自动注册路由信息。

 步骤四：

　　更新BrokerLiveInfo，保留存活的Broker，删除失效Broker。

步骤五：

　　注册Broker的过滤器Server地址列表。

总结：

　　Nameserver与Broker保持长连接，Broker状态存储在brokerLiveTable中，NameServer每收到一个心跳包，将更新brokerLiveTable中关于Broker的状态信息以及路由表（topicQueueTable、brokerAddrTable、brokerLiveTable、filterServerTable）。

故障剔除

　　Broker每个30秒向NameServer发送一个心跳包，心跳包中包含BrokerId、Broker地址、Broker名称、Broker所属集群名称、Broker关联的FilterServer列表。

　　但如果Broker宕机，Nameserver无法收到心跳包，此时Nameserver如何来剔除这些失效的Broker呢？

　　RocketMQ有两个触发点来触发路由删除：

• Nameserver定时扫描brokerLiveTable检测上次心跳包与当前系统时间差，如果时间差大于120秒，则需要移除该Broker信息。
• Broker在正常被关闭的情况下，会执行unregisterBroker指令

步骤一：

　　申请写锁，根据brokerAddress从brokerLiveTable、filterServerTable移除

步骤二：

　　维护brokerAddrTable。

步骤三：

　　根据BrokerName，从clusterAddrTable中找到Broker并从集群中移除。

步骤四：

　　根据brokerName，遍历所有主题的队列，如果队列中包含了当前Broker的队列，则移除

步骤五：

　　释放锁，完成路由删除

一图以言之：