RocketMQ消息过滤与查询的实现

消息过滤

RocketMQ分布式消息队列的消息过滤方式有别于其它MQ中间件,是在Consumer端订阅消息时再做消息过滤的。

RocketMQ这么做是还是在于其Producer端写入消息和Consomer端订阅消息采用分离存储的机制来实现的,Consumer端订阅消息是需要通过ConsumeQueue这个消息消费的逻辑队列拿到一个索引,然后再从CommitLog里面读取真正的消息实体内容,所以说到底也是还绕不开其存储结构。

其ConsumeQueue的存储结构如下,可以看到其中有8个字节存储的Message Tag的哈希值,基于Tag的消息过滤正式基于这个字段值的。

主要支持如下2种的过滤方式

(1) Tag过滤方式:

Consumer端在订阅消息时除了指定Topic还可以指定TAG,如果一个消息有多个TAG,可以用||分隔。

其中,Consumer端会将这个订阅请求构建成一个 SubscriptionData,发送一个Pull消息的请求给Broker端。Broker端从RocketMQ的文件存储层—Store读取数据之前,会用这些数据先构建一个MessageFilter,然后传给Store。

Store从 ConsumeQueue读取到一条记录后,会用它记录的消息tag hash值去做过滤,由于在服务端只是根据hashcode进行判断,无法精确对tag原始字符串进行过滤,故在消息消费端拉取到消息后,还需要对消息的原始tag字符串进行比对,如果不同,则丢弃该消息,不进行消息消费。

(2) SQL92的过滤方式:

这种方式的大致做法和上面的Tag过滤方式一样,只是在Store层的具体过滤过程不太一样,真正的 SQL expression 的构建和执行由rocketmq-filter模块负责的。

每次过滤都去执行SQL表达式会影响效率,所以RocketMQ使用了BloomFilter避免了每次都去执行。SQL92的表达式上下文为消息的属性。

消息查询

RocketMQ支持按照下面两种维度(“按照Message Id查询消息”、“按照Message Key查询消息”)进行消息查询。

按照MessageId查询消息

RocketMQ中的MessageId的长度总共有16字节,其中包含了消息存储主机地址(IP地址和端口),消息Commit Log offset。

“按照MessageId查询消息”在RocketMQ中具体做法是:Client端从MessageId中解析出Broker的地址(IP地址和端口)和Commit Log的偏移地址后封装成一个RPC请求后通过Remoting通信层发送(业务请求码:VIEW_MESSAGE_BY_ID)。

Broker端走的是QueryMessageProcessor,读取消息的过程用其中的 commitLog offset 和 size 去 commitLog 中找到真正的记录并解析成一个完整的消息返回。

按照Message Key查询消息

“按照Message Key查询消息”,主要是基于RocketMQ的IndexFile索引文件来实现的。RocketMQ的索引文件逻辑结构,类似JDK中HashMap的实现。

索引文件的具体结构如下:

RocketMQ消息过滤与查询的实现_第1张图片

IndexFile索引文件为用户提供通过“按照Message Key查询消息”的消息索引查询服务,IndexFile文件的存储位置是:$HOME\store\index\${fileName},文件名fileName是以创建时的时间戳命名的,文件大小是固定的,等于40+500W\*4+2000W\*20= 420000040个字节大小。

如果消息的properties中设置了UNIQ_KEY这个属性,就用 topic + “#” + UNIQ_KEY的value作为 key 来做写入操作。

如果消息设置了KEYS属性(多个KEY以空格分隔),也会用 topic + “#” + KEY 来做索引。

其中的索引数据包含了Key Hash/CommitLog Offset/Timestamp/NextIndex offset 这四个字段,一共20 Byte。

NextIndex offset 即前面读出来的 slotValue,如果有 hash冲突,就可以用这个字段将所有冲突的索引用链表的方式串起来了。

Timestamp记录的是消息storeTimestamp之间的差,并不是一个绝对的时间。整个Index File的结构如图,40 Byte 的Header用于保存一些总的统计信息,4\*500W的 Slot Table并不保存真正的索引数据,而是保存每个槽位对应的单向链表的头。

20\*2000W 是真正的索引数据,即一个 Index File 可以保存 2000W个索引。

“按照Message Key查询消息”的方式,RocketMQ的具体做法是,主要通过Broker端的QueryMessageProcessor业务处理器来查询,读取消息的过程就是用topic和key找到IndexFile索引文件中的一条记录,根据其中的commitLog offset从CommitLog文件中读取消息的实体内容。

以上为个人经验,希望能给大家一个参考,也希望大家多多支持脚本之家。

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