面试题之RocketMq

1. RocketMq的组成及各自的作用？

• 在RocketMq中有四个部分组成，分别是Producer，Consumer，Broker，以及NameServer，类比于生活中的邮局，分别是发信者，收信者，负责暂存，传输的邮局，以及协调各个地方邮局的管理机构。

• NameServer：
  主要是 Topic 和 Broker 注册中心，支持 Broker 动态注册和发现，主要保存 Topic的路由信息和Broker的状态信息。通常也是集群部署，但是各 NameServer 之间不会互相通信， 各 NameServer 都有完整的路由信息，即无状态(跟zk的区别是，zk为有状态的)。

• Broker：
  就是MQ本身，负责收发消息、持久化消息，每个broker负责管理一部分topic的消息；主要分为 Master Broker 和 Slave Broker，一个 Master Broker 可以对应多个 Slave Broker，但是一个 Slave Broker 只能对应一个 Master Broker。Master与Slave的对应关系通过指定相同的BrokerName，不同的BrokerId来定义，BrokerId为0表示Master，非0表示Slave。Master也可以部署多个。每个Broker与Name Server集群中的所有节点建立长连接，定时注册Topic信息到所有Name Server。Broker 启动后需要完成一次将自己注册至 Name Server 的操作。

• Producer：消息生产者
  可以集群部署。它会先和 NameServer 集群中的随机一台建立长连接，得知当前要发送的 Topic 存在哪台 Broker Master上，然后再与其建立长连接，支持多种负载平衡模式发送消息。

• Consumer：消息消费者
  可以集群部署。它也会先和 NameServer 集群中的随机一台建立长连接，得知当前要消息的 Topic 存在哪台 Broker Master、Slave上，然后它们建立长连接，支持集群消费和广播消费消息。

• Topic:
  标识一类消息的逻辑名字，消息的逻辑管理单位。无论消息是生产还是消费都需要指定Topic；比如电商系统可以分为：交易消息、物流消息，每条消息都必须有一个topic，一个类型的消息可以定义一个topic，也可以定义多个，根据业务需求来定；

• Tag:
  可以看作子主题，它是消息的第二级类型，同一业务模块不同目的的消息就可以用相同 Topic 而不同的 Tag 来标识。比如交易消息又可以分为：交易创建消息、交易完成消息等，一条消息可以没有 Tag ；虽然同一个topic的管理逻辑一样，但是消费topic1的时候，如果你订阅指定的是tagA，那么tagB的消息不会投递。

• Group：
  分组，一个组可以订阅多个Topic，代表某一类的生产者和消费者，一般来说同一个服务可以做为Group，同一个Group一般来说发送和消费的消息都是一样的。

• Queue：
  队列其实就是对Topic的分片，在Kafka里面就是Partition。将Topic分片再切分为若干等分，其中的一份就是一个Queue。每个Topic分片等分的Queue的数量可以不同，由用户在创建Topic时指定。这些队列会被RocketMQ均衡的分布在不同Broker上，Producer在发送消息时会根据一定策略选择一个消息队列进行发送，这样就可以实现负载均衡和提高吞吐的效果。

• Offset：
  偏移，本质上有两种Offset，一种是写入时末尾的Offset，另一种是同一消费组读的Offset。RocketMq消息内容是分片存储，CommitLog 的大小默认是1G，当超过大小限制的时候需要准备新的文件，CommitLog 采用混合型存储，也就是所有 Topic 都存在一起，顺序追加写入，文件名用起始偏移量命名。其次RocketMq还存储了消息体与偏移的关系，用于快速随机读取和检索。

2. 为什么使用消息队列？

最开始的时候业务量小，直接单机能解决，后来业务量大，采用微服务的设计思想，分布式部署的方式，拆出了很多服务，场景也就越来越复杂，所以引用了消息队列。

3. 为什么要用RocketMq？

削峰：在高并发场景下，系统的请求量可能会瞬间增加，给服务器带来巨大的压力。通过使用消息队列，可以将突发的大量请求进行缓冲和削峰，使其平滑地处理，从而避免服务器过载和崩溃；
异步：如果下单流程涉及多个系统，影响支付时间，所以支付同时完成其他工作去校验；
解耦：可以将系统的各个模块解耦，减少模块之间的直接依赖。这样可以使各个模块独立地进行开发和部署，提高系统的可扩展性和灵活性。同时，解耦也可以降低系统间的耦合度，提高系统的可维护性和稳定性；

限流：通过控制消息的生产者和消费者的速度，可以限制系统的流量，防止过多的请求对服务器造成过大的压力。

4. RocketMq的优点？

• 单机吞吐量：十万级别；
• 可用性：分布式架构，可用性强；
• 消息可靠性：MQ的功能较为完善，还是分布式的扩展性好；
• 支持10亿级别的消息堆积，不会因为堆积的性能下降；
• Java源码，可二次开发；
• 适用于可靠性要求要求高的场景；
• 稳定性搞，经过阿里系统的考验；

5. RocketMq的缺点？

• 支持语言不多：Java和C++(不成熟)；
• 移植复杂：没有引入JMS等接口，系统迁移需要改大量代码；
• 系统可用性降低 ：系统引入的外部依赖越多，越容易挂掉。万一 MQ 挂了，MQ 一挂，整套系统崩 溃，你不就完了?
• 系统复杂度提高 ：硬生生加个 MQ 进来，你怎么保证消息没有重复消费?怎么处理消息丢失的情况? 怎么保证消息传递的顺序性?问题一大堆。
• 一致性问题 ：A 系统处理完了直接返回成功了，人都以为你这个请求就成功了;但是问题是，要是 BCD 三个系统那里，BD 两个系统写库成功了，结果 C 系统写库失败了，咋整?你这数据就不一致 了。

6. RocketMq的顺序消费？

不能保证全局顺序消费，只能保证单个queue里的顺序，queue是典型的FIFO；

7. RocketMq的重复消费以及怎么解决？

影响重复消费的主要原因是网络原如下：

• 生产者没有接受到消费者的结果；
• 消费成功没有返回ack；
• 消费成功但是宕机了；

解决办法：

RocketMQ重复消费的问题可以通过以下几种方式解决：

• 分布式锁：在生产环境中，通常都是多元jvm集群环境，当RocketMQ系统投递重复消息时，可能会造成数据库重复消费。此时可以采用分布式锁，通过zookeeper和redis搭建，解决消息重复的甄别问题。
• 数据库约束+java异常处理机制：首先需要针对数据库简历约束，不允许产生重复数据，然后再使用java的异常处理机制来规避重复消息。
• 幂等性处理：消费者端要自己保证消费的幂等性，例如消费者收到消息后，从消息中获取消息标识写入到Redis或数据库，当再次收到该消息时就不作处理。
• 负载均衡阶段重复听或漏听的问题：微众银行在负载均衡结果变化过程增加了一个过渡态，在过渡态的时候，Consumer会继续保留上一次负载均衡的结果，直到原消费者拉取的消息全部ack，才释放老的结果。改造的实现是在RocketMQ的Broker端增加了一个ConsumeQueueAccessLockManager类，对Queue加了锁。

8. RocketMq的消息丢失

Producer端：
利用自带的事务处理机制，发送half信息，如果正常就处理，不正常就回滚；
Broker端：

• 没来得及持久化，由异步刷盘改为同步刷盘；
• 集群部署，主从模式，高可用；
  Consumer端：
• 消费完成后，手动确认ack；

9. RocketMq的消费失败

• 默认重试16次(会导致重复消费的问题)，否则会进入死信队列；
• 死信解决办法：让mq重新发消息，然后消费消息，看问题所在；
• 死信队列三天后会自动删除，查看死信队列可视化工具-rocket mq console

10. RocketMq的消息堆积

• consumer端增加消费者，扩容；
• 熔断隔离：一个Broker积压将其熔断隔离，发送其他队列
• broker：扩容
• producer：限流

11. RocketMq的延时消息

-发送消息不会被及时消费，比如关闭超时未支付订单，下单30分钟后支付启动定时，隔几秒去扫描待支付的订单

12. RocketMq Broker 中的消息被消费后会立即删除么？那么消息会堆积么？

• 不会，每条消息都会持久化到commitLog中，每个Consumer连接到Broker后会维持消费进度信息，当有消息消费后只是当前Consumer的消费进度（commitLog的offset）更新了；
• 默认72小时后会删除不再使用的Commitlog文件；

13. RocketMq什么时候清理过期消息？

• 消息文件过期（默认72小时）且到达清理时间点（默认是凌晨4点）后，会自动清理过期文件。
• 消息文件过期（默认72小时）且磁盘空间占用率已达过期清理警戒线（默认75%）后，无论是否达到清理时间点，都会自动清理过期文件。
• 磁盘占用率达到清理警戒线（默认85%）后，开始按照设定好的规则清理文件，无论是否过期。

14. RocketMq消费模式有几种？

消费模型由Consummer决定，消费维度为topic

集群消费:默认的模式

• 一条消息只会被同Group中的一个Consumer消费；
• 多个Group同时消费一个Topic时，每个Group都会有一个Consumer消费到数据；
• 根据队列分配策略算法，每个Consumer实例只会消费自己队列上的数据，消费完的消息不会被其他实例消费。这种模式适用于大部分消息业务，能够提高系统的稳定性和可用性

广播消费:同Topic下的消息会被多个实例共同消费。也就是说，如果一个Topic下有多个Consumer实例，那么每个消息会被所有的Consumer实例消费一次。这种模式适用于一些分发消息的场景，例如将消息同时发送给多个消费者进行处理。

15. RocketMq消息消费是push还是pull？

没有真正意义的push，都是pull，虽然有push类，但是实际底层是长轮训机制，即拉取方式；

16. RocketMq为什么是主动拉取而不是监听的方式？

• 事件驱动方式是建立好长连接，由事件(发送数据)的方式来实时推送。
• 如果 broker 主动推送消息的话有可能 push 速度快,消费速度慢的情况，那么就会造成消息在 consumer 端堆积过多,同时又不能被其他 consumer 消费的情况。
• 而 pul 的方式可以根据当前自身情况来 pull,不会造成过多的压力而造成瓶颈。所以采取了 pull 的方式。

17. RocketMq Broker是如何拉取请求的？

RocketMQ的Broker在处理拉取请求时，会根据负载均衡策略选择一个负责处理该请求的Consumer实例。Broker将消息队列中存储的消息按照提交偏移量的顺序发送给Consumer实例。Consumer实例接收到消息后，会根据消费策略对消息进行处理，并将处理结果返回给Broker。Broker收到Consumer的处理结果后，会更新消息的消费状态，以便下次拉取时能够正确地发送。

18. RocketMq是如何做到负载均衡的？

Producer端：发送端指定message queue发送消息到相应的broker，来达到写入时的负载均衡。同时，Producer还支持开启隔离机制，通过判断Broker是否被隔离以及是否是上一次选择的那个Broker，来避免将消息发送到不可用的Broker上。
Consumer端：默认情况下，Consumer会根据队列的平均值进行负载均衡，即将所有队列的平均值作为Broker的负载均衡值。如果某个Broker的负载均衡值高于其他Broker，那么Consumer会优先选择该Broker进行拉取请求。如果多个Broker的负载均衡值相同，则会根据优先级选择。

其他负载均衡算法：

• 环形分配策略
• 手动配置分配策略
• 机房分配策略
• 一致性哈希分配策略
• 靠近机房策略

19. 当RocketMq的负载均衡consumer和queue不对等的时候会发生什么？

• 如果consumer<queue的个数，会存在部分consumer消费多个queue的情况；
• 如果consumer=queue的个数，一个consumer消费一个queue；
• 如果consumer>queue的个数，部分consummer空余，会浪费。

20. RocketMq如何保证数据的高容错性？

• 首先，RocketMQ采用消息持久化机制，将消息持久化到磁盘上，并通过刷盘机制保证数据不丢失。
• 同时，RocketMQ还提供同步刷盘和异步刷盘两种方式，以满足不同场景的需求。
• 其次，RocketMQ采用主从复制的方式来提高系统的可用性。对于每个队列，RocketMQ会为其创建一个主节点和多个从节点。主节点负责消息的写入，从节点负责消息的复制和读取。当主节点出现故障时，从节点会接替主节点的工作，确保消息的正常处理。
• 此外，RocketMQ还具备故障恢复的能力。当RocketMQ服务端发生故障或宕机时，可以通过重启服务端来恢复。重启服务端后，RocketMQ会自动从上次的快照中恢复未被消费的消息，并继续处理后续消息。
• 同时，RocketMQ还支持消息的重试机制。当消息发送失败时，RocketMQ会根据预设的重试次数和时间间隔进行消息的重试，直到消息发送成功或达到最大重试次数。这样可以保证消息的可靠传输，提高系统的容错性。
• 最后，RocketMQ还通常使用自动的降级熔断策略，当性能达到阈值时就会自动开启。
• 此外还会设置一个手动的降级开关，来人工开启降级流程。这样可以保证在面对故障或性能问题时，RocketMQ能够自动或手动地进行降级处理，保障服务的可用性和稳定性。

21. RocketMq任何一台Broker突然宕机了怎么办？

• RocketMQ的Broker采用主从架构和多副本策略来解决Broker突然宕机的问题。具体来说，Master收到消息后会同步给Slave，这样一条消息就不止一份了，Master宕机了还有Slave中的消息可用，保证了MQ的可靠性和高可用性。

• 如果Broker宕机，NameServer会感知到。Broker会定时向NameServer发送心跳，然后NameServer会定时运行一个任务，去检查一下各个Broker的最近一次心跳时间。如果某个Broker超过120s都没发送心跳了，那么就认为这个Broker已经挂掉了。

22. RocketMq的Broker会把信息注册到哪个NameServer上？

Broker启动的时候会向所有的NameServer节点进行注册，注意这里是向集群中所有的NameServer节点注册，而不是只向其中的某些节点注册，因为NameServer每个节点都是对等的，所以Broker需要向每一个节点进行注册，这样每一个节点都会有一份Broker的注册信息。

23. RocketMq的自动伸缩扩容的机制是什么？

• RocketMQ的自动伸缩扩容机制主要基于Broker的负载情况。当Broker的负载过高时，会自动触发扩容操作，增加新的Broker实例来分担负载。扩容过程不需要人工干预，系统会自动完成。同时，当流量回归正常后，为了防止资源的浪费，可以自动缩容，将一些不必要的Broker实例移除。

• 此外，RocketMQ还支持消息队列的动态扩容和缩容。在Topic的消息量特别大时，可以通过增加消息队列的数量来提高系统的处理能力。相反，如果消息队列的数量过多，也可以适当减少，以节约系统资源。

• RocketMQ的自动伸缩扩容机制可以有效地提高系统的可用性和稳定性，同时避免了资源的浪费。在实际应用中，需要根据具体的需求和场景进行配置和调整，以达到最佳的效果。

24. RocketMq与Kafka的区别？

• R支持定时重试，K消费失败不支持；
• 都支持顺序消费，但是K宕机，消息乱序；
• R支持定时消息、分布式消息、消息查询，K都不支持
• R编写用Java，K用scale
• R定位于非日志可靠消息传输，K主要定位于日志传输
• R支持异步/同步刷盘，K支持异步实时刷盘

25. 让你手动来实现一个分布式消息中间件，整体架构你会如何设计？

设计一个分布式消息中间件需要考虑多个方面，包括消息的可靠性、一致性、性能、扩展性、容错性等。以下是一个可能的整体架构设计：

• 消息队列服务（Message Queue Service）：这是整个分布式消息中间件的核心，负责接收、存储和转发消息。它可以由多个节点组成，以实现高可用性和可扩展性。
• 节点管理服务（Node Management Service）：负责管理消息队列服务的节点，包括节点的添加、删除、监控等。它需要保证在节点故障时能够及时地发现并处理，以保证系统的稳定性和可用性。
• 客户端代理服务（Client Proxy Service）：提供给客户端使用的代理服务，负责与消息队列服务进行交互。客户端通过这个服务来发送和接收消息，而不需要直接与消息队列服务的节点进行通信。这样可以减少客户端与服务器之间的网络开销，提高系统的性能和稳定性。
• 监控与日志服务（Monitoring and Logging Service）：负责收集、处理和存储消息队列服务的运行状态和日志信息。通过这个服务，可以实时监控系统的运行状态，及时发现和处理问题，保证系统的稳定性和可靠性。
• 配置管理服务（Configuration Management Service）：负责管理消息队列服务的配置信息，包括节点配置、队列配置、订阅关系配置等。通过这个服务，可以方便地修改和配置消息队列服务的各项参数，以满足不同的业务需求。
• 安全与认证服务（Security and Authentication Service）：负责提供安全和认证功能，包括用户身份验证、访问控制、加密解密等。通过这个服务，可以保证消息的安全性和隐私性，防止敏感信息的泄露和未经授权的访问。