阿里专家分享:RocketMQ底层通信机制

Posted 中生代架构

tags:

篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了阿里专家分享:RocketMQ底层通信机制相关的知识,希望对你有一定的参考价值。

架构师成长的好伙伴
连接技术 接力价值
阿里专家分享:RocketMQ底层通信机制


作者介绍

杨开元

阿里巴巴数据专家,毕业于北京大学,有10年IT行业研发经验。对RocketMQ有深入的研究,是RocketMQ源码贡献者。

曾就职于甲骨文和猎豹移动,专注于大数据和实时计算。在大量的工作实践中,对mysql、J2EE、JVM、Spring、Hadoop、Kafka、Storm、Flink都有深入研究。

喜欢剖析源码,分析原理,为开源项目贡献代码。



 第62篇架构好文:4802字 | 9分钟阅读

前言

分布式系统各个角色间的通信效率很关键,通信效率的高低直接影响系统性能,基于Socket实现一个高效的Tcp通信协议是个很有挑战的事情。

本节说明RocketMQ是如何解决这个问题的。


01

Remoting模块

_____

RocketMQ的通信相关代码在Remoting模块里,先来看看主要类结构。

阿里专家分享:RocketMQ底层通信机制

图1-1 Remoting模块的类继承关系

RemotingService为最上层接口,定义了三个方法:

void start();

void shutdown();

void registerRPCHook(RPCHookrpcHook);

RemotingClientRemotingServer继承RemotingService接口, 并增加了自己特有的方法。


代码清单1-1  RemotingClient主要函数定义

1void registerProcessor(final int requestCode, finalNettyRequestProcessor processor,final ExecutorService executor);
2RemotingCommand invokeSync(final String addr, final RemotingCommandrequest, final long timeoutMillis);
3void invokeAsync(final String addr, final RemotingCommand request,final long timeoutMillis,final InvokeCallback invokeCallback);
4void invokeOneway(final String addr, final RemotingCommand request,final long timeoutMillis);
5void updateNameServerAddressList(final List<String> addrs); 


然后看看具体的实现类,NettyRemotingClientNettyRemotingServer分别实现了RemotingClientRemotingServer, 而且都继承了NettyRemotingAbstract.


通过上面的封装,RocketMQ各个模块间的通信,可以通过发送统一格式的自定义消息(RemotingCommand)来完成的,各个模块间的通信实现简洁明了。


比如NameServer模块中,NameServerController有个remotingServer变量,NameServer在启动时初始化好各个变量,然后启动remotingServer即可,剩下NameServer要做的是专心实现好处理RemotingCommand的逻辑。


代码清单1-2  NameServer处理主流程代码

1@Override
2public RemotingCommand processRequest(ChannelHandlerContext ctx,RemotingCommand request) throws RemotingCommandException {
3    if (log.isDebugEnabled()){
4       log.debug("receive request, {} {} {}",
5            request.getCode(),
6           RemotingHelper.parseChannelRemoteAddr(ctx.channel()),
7            request);
8    }
9    switch (request.getCode()){
10        caseRequestCode.PUT_KV_CONFIG:
11            returnthis.putKVConfig(ctx, request);
12        caseRequestCode.GET_KV_CONFIG:
13            returnthis.getKVConfig(ctx, request);
14        caseRequestCode.DELETE_KV_CONFIG:
15            returnthis.deleteKVConfig(ctx, request);
16        caseRequestCode.REGISTER_BROKER:
17            VersionbrokerVersion = MQVersion.value2Version(request.getVersion());
18            if (brokerVersion.ordinal()>= MQVersion.Version.V3_0_11.ordinal()) {
19                returnthis.registerBrokerWithFilterServer(ctx, request);
20            } else {
21                returnthis.registerBroker(ctx, request);
22            }
23        caseRequestCode.GET_HAS_UNIT_SUB_UNUNIT_TOPIC_LIST:
24            returnthis.getHasUnitSubUnUnitTopicList(ctx, request);
25        caseRequestCode.UPDATE_NAMESRV_CONFIG:
26            returnthis.updateConfig(ctx, request);
27        caseRequestCode.GET_NAMESRV_CONFIG:
28            returnthis.getConfig(ctx, request);
29        default:
30            break;
31    }
32    return null;
33}


Consumer的源码中,获取消息的底层的通信部分也是发送一个RemotingComand 请求,返回的response也是个RemotingCommand类型。


代码清单1-3  Consumer请求消息底层实现代码

1private PullResult pullMessageSync(//
2    final String addr, // 1
3    final RemotingCommandrequest, // 2
4    final long timeoutMillis//3
5) throws RemotingException, InterruptedException, MQBrokerException{
6    RemotingCommand response =this.remotingClient.invokeSync(addr, request, timeoutMillis);
7    assert response != null;
8    returnthis.processPullResponse(response);
9}


从源码中可以看出,RocketMQ中复杂的通信过程,被RemotingCommand统一起来,大部分的逻辑都是通过发送Command,接受并处理Command完成。


02

协议设计和编解码

_____

RocketMQ自己定义了一个通信协议,使得模块间传输的二进制消息和有意义的内容之间互相转换。协议格式如图1-2所示。

阿里专家分享:RocketMQ底层通信机制

 图1-2 RocketMQ的通信协议


1)第一部分是大端4个字节整数,值等于第二,三,四部分长度总和

2)第二部分是大端4个字节整数,值等于第三部分的长度

3)第三部分是通过json 序列化的数据

4)第四部分是通过应用自定义二进制序列化的数据

消息的解码过程在RomotingCommanddecode函数里。


代码清单1-4  消息解码函数

1public static RemotingCommand decode(final ByteBuffer byteBuffer{
2    int length =byteBuffer.limit();
3    int oriHeaderLen =byteBuffer.getInt();
4    int headerLength =getHeaderLength(oriHeaderLen);
5    byte[] headerData = newbyte[headerLength];
6   byteBuffer.get(headerData);
7    RemotingCommand cmd =headerDecode(headerData, getProtocolType(oriHeaderLen));
8    int bodyLength = length - 4 - headerLength;
9    byte[] bodyData = null;
10    if (bodyLength > 0) {
11        bodyData = newbyte[bodyLength];
12       byteBuffer.get(bodyData);
13    }
14    cmd.body = bodyData;
15    return cmd;
16}


对应的消息编码过程在RemotingCommandencode函数中。


代码清单1-5  消息编码函数

1public ByteBuffer encode() {
2    // 1> header lengthsize
3    int length = 4;
4    // 2> header datalength
5    byte[] headerData =this.headerEncode();
6    length +=headerData.length;
7    // 3> body data length
8    if (this.body != null) {
9        length += body.length;
10    }
11    ByteBuffer result =ByteBuffer.allocate(4 + length);
12    // length
13    result.putInt(length);
14    // header length
15   result.put(markProtocolType(headerData.length,serializeTypeCurrentRPC));
16    // header data
17    result.put(headerData);
18    // body data;
19    if (this.body != null) {
20        result.put(this.body);
21    }
22    result.flip();
23    return result;
24}


03

Netty库

_____

RocketMQ是基于Netty库来完成RemotingServerRemotingClient具体的通信实现的,Netty是个事件驱动的网络编程框架,它屏蔽了Java SocketNio等复杂细节,用户只需用好Netty,就可以实现一个网络编程专家+并发编程专家水平的ServerClient网络程序。


应用Netty有一定的门槛,需要了解它的EventLoopGroupChannelHandler模型以及各种具体的配置。


RocketMQ利用Netty实现的通信类是NettyRemotingServerNettyRemotingClient,用户也可以参考这两个类的实现来学习使用Netty


阿里专家分享:RocketMQ底层通信机制

想要加入中生代架构群的小伙伴,请添加群助手小姜的微信

申请备注(姓名+公司+技术方向)才能通过哦!


阿里专家分享:RocketMQ底层通信机制


“做技术要懂管理,做管理要学模式”

突破是中生代社区新上架的图书

签名版即将售罄

购书后加上方微信可以进书友群

申请备注(购书)



推荐阅读






以上是关于阿里专家分享:RocketMQ底层通信机制的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章

精华推荐 | 深入浅出RocketMQ原理及实战「底层原理挖掘系列」透彻剖析贯穿RocketMQ的存储系统的实现原理和持久化机制

精华推荐 | 深入浅出RocketMQ原理及实战「底层原理挖掘系列」透彻剖析贯穿RocketMQ的存储系统的实现原理和持久化机制

云原生技术分享 | 带你走进RocketMQ的世界

RocketMQ

阿里面试必问的Dubbo相关问题

阿里我来了,RocketMQ扫盲!