rocketmq任意时间队列实现原理

RocketMQ是一款开源的分布式消息系统，基于高可用分布式集群技术，提供低延时的、高可靠、万亿级容量、灵活可伸缩的消息发布与订阅服务。

它前身是MetaQ，是阿里基于Kafka的设计使用Java进行自主研发的。在2012年，阿里将其开源， 在2016年，阿里将其捐献给Apache软件基金会（Apache Software Foundation，简称为ASF），正式成为孵化项目。2017 年，Apache软件基金会宣布RocketMQ已孵化成为 Apache顶级项目（Top Level Project，简称为TLP ），是国内首个互联网中间件在 Apache上的顶级项目。

延迟消息

生产者把消息发送到消息队列中以后，并不期望被立即消费，而是等待指定时间后才可以被消费者消费，这类消息通常被称为延迟消息。

在RocketMQ中，支持延迟消息，但是不支持任意时间精度的延迟消息，只支持特定级别的延迟消息。如果要支持任意时间精度，不能避免在Broker层面做消息排序，再涉及到持久化的考量，那么消息排序就不可避免产生巨大的性能开销。

消息延迟级别分别为1s 5s 10s 30s 1m 2m 3m 4m 5m 6m 7m 8m 9m 10m 20m 30m 1h 2h，共18个级别。在发送消息时，设置消息延迟级别即可，设置消息延迟级别时有以下3种情况：

设置消息延迟级别等于0时，则该消息为非延迟消息。

设置消息延迟级别大于等于1并且小于等于18时，消息延迟特定时间，如：设置消息延迟级别等于1，则延迟1s；设置消息延迟级别等于2，则延迟5s，以此类推。

设置消息延迟级别大于18时，则该消息延迟级别为18，如：设置消息延迟级别等于20，则延迟2h。

延迟消息示例

首先，写一个消费者，用于消费延迟消息：

再写一个延迟消息的生产者，用于发送延迟消息：

运行生产者以后，就会发送一条延迟消息：

10秒钟后，消费者收到的这条延迟消息：

延迟消息的原理分析

以下分析的RocketMQ源码的版本号是4.7.1，版本不同源码略有差别。

CommitLog

在org.apache.rocketmq.store.CommitLog中，针对延迟消息做了一些处理：

可以看到，每一个延迟消息的主题都被暂时更改为SCHEDULE_TOPIC_XXXX，并且根据延迟级别延迟消息变更了新的队列Id。接下来，处理延迟消息的就是org.apache.rocketmq.store.schedule.ScheduleMessageService。

ScheduleMessageService

ScheduleMessageService是由org.apache.rocketmq.store.DefaultMessageStore进行初始化的，初始化包括构造对象和调用load方法。最后，再执行ScheduleMessageService的start方法：

遍历所有延迟级别，根据延迟级别获得对应队列的偏移量，如果偏移量不存在，则设置为0。然后为每个延迟级别创建定时任务，第一次启动任务延迟为1秒，第二次及以后的启动任务延迟才是延迟级别相应的延迟时间。

然后，又创建了一个定时任务，用于持久化每个队列消费的偏移量。持久化的频率由flushDelayOffsetInterval属性进行配置，默认为10秒。

定时任务

ScheduleMessageService的start方法执行之后，每个延迟级别都创建自己的定时任务，这里的定时任务的具体实现就在DeliverDelayedMessageTimerTask类之中，它核心代码是executeOnTimeup方法之中，我们来看一下主要部分：

如果没有获取到对应的消息队列，则在DELAY_FOR_A_WHILE（默认为100）毫秒后再执行任务。如果获取到了，就继续执行下面操作：

如果没有获取到有效消息，则在DELAY_FOR_A_WHILE（默认为100）毫秒后再执行任务。如果获取到了，就继续执行下面操作：

如果当前消息不到消费的时间，则在countdown毫秒后再执行任务。如果到消费的时间，就继续执行下面操作：

如果获取到消息，则继续执行下面操作：

清除了消息的延迟级别，并且恢复了真正的消息主题和队列Id，重新把消息发送到真正的消息队列上以后，消费者就可以立即消费了。

总结

经过以上对源码的分析，可以总结出延迟消息的实现步骤：

如果消息的延迟级别大于0，则表示该消息为延迟消息，修改该消息的主题为SCHEDULE_TOPIC_XXXX，队列Id为延迟级别减1。

消息进入SCHEDULE_TOPIC_XXXX的队列中。

定时任务根据上次拉取的偏移量不断从队列中取出所有消息。

根据消息的物理偏移量和大小再次获取消息。

根据消息属性重新创建消息，清除延迟级别，恢复原主题和队列Id。

重新发送消息到原主题的队列中，供消费者进行消费。