消息队列的消费语义和投递语义

消费语义

  • 如何保证消息最多消费一次
  • 如何保证消息至少消费一次
  • 如何保证消息恰好消费一次

投递语义

  • 如何保证消息最多投递一次
  • 如何保证消息至少投递一次
  • 如何保证消息恰好投递一次

消息中间件角色

  • Producer代表生产者
  • Consumer代表消费者
  • Message Queue代表消息队列

剖析投递语义

先投递后消费原则,以kafka来说明投递语义。
1.如何保证消息最多投递一次?

  • 就是已经投出去了,收没收到不管,会存在消息丢失的现象。
  • 在初始化Producer时可以通过配置request.required.acks不同的值,来实现不同的发送模式。(kafka发送消息高可用)
  • 将request.required.acks设为0,意思就是Producer不等待Leader确认,只管发出即可;最可能丢失消息。如果丢了消息,就是投递0次。如果没丢,就是投递1次。符合最多投递一次的含义。
    2.如何保证消息至少投递一次?
  • 将request.required.acks设为-1。Producer往kafka的Leader(主)节点发送消息后,会等follower(从)节点同步完数据以后,再给Producer返回ACK确认消息。
  • 这里是有几率出现重复消费的问题的。
  • 例如,kafka保存消息后,发送ACK前宕机,Producer认为消息未发送成功并重试,造成数据重复!
  • 在这种情况下,就会出现大于1次的投递情况,符合至少投递一次的含义。
    3.如何保证消息恰好投递一次?
  • kafka在0.11.0.0版本之后支持恰好投递一次的语义。
  • 将enable.idempotence设置为ture,此时就会默认把request.required.acks设为-1,可以达到恰好投递一次的语义。
  • 为了实现Producer的幂等语义,kafka引入了Producer ID(即PID)和Sequence Number。
  • kafka为每个Producer分配一个pid,作为该Producer的唯一标识。
  • Producer会为每一个消息维护一个单调递增的seq。
  • Message Queue也会为每个消息记录下最新的seq。
  • 当req_seq == message_seq+1时,Message Queue才会接受该消息。原因
    (1)消息的seq比Message Queue的seq大一以上,说明中间有数据还没写入,即乱序了。
    (2)消息的seq比Message Queue的seq小,那么说明该消息已被保存。

剖析消费语义

定义如下:

  • consumer.poll()表示消费者获取消息内容。
  • processMsg(message)表示下游系统进行消费消息
  • consumer.commit()表示消费者往消息队列提交确认信息,消息队列接到确认消息,删除该消息。
    1.如何保证消息最多消费一次?
  • Producer:满足最多投递一次的语义即可,即只管发消息,不需要等待消息队列返回确认消息。
  • Message Queue:接到消息后往内存中一放就行,不用持久化存储。
  • Consumer:拉取到消息以后,直接给消息队列返回确认消息即可。至于后续消费消息成功与否,无所谓的。即按照以下顺序执行
consumer.poll();
consumer.commit();
processMsg(message);

1.如何保证消息至少消费一次?

  • Producer:满足至少投递一次语义即可,即发送消息后,需要等待消息队列返回确认消息。如果超时没收到确认消息,则重发。
  • Message Queue:接到消息后,进行持久化存储,而后返回生产者确认消息。
  • Consumer:拉取到消息后,进行消费,消费成功后,再返回确认消息。即按照如下顺序执行
consumer.poll();
processMsg(message);
consumer.commit();
  • 由于这里Producer满足的是至少投递一次语义,因此消息队列中是有重复消息的。所以我们的Consumer会出现重复消费的情形!

3.如何保证消息恰好消费一次?
在保证至少消费一次的基础上,processMsg满足幂等性操作即可。

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